本发明涉及航天器热控制领域，具体涉及一种适用于火星探测的推进管路热控设计方法。
背景技术：
随着航天技术的发展，人类进行深空探测的广度和深度不断加大，与近地空间航天器相比，深空探测器在运行过程中要经历复杂多变的恶劣的热环境考验，对热控分系统的设计提出了更高的要求，特别是对推进系统管路热控设计适应性要求更高。与地球卫星相比，火星探测器推进管路存在自身复杂和热环境恶劣两方面的特点：一是探测器飞往火星过程中要经历多次变轨和深空机动，探测器变轨和深空机动时对推进管路的温控要求高，对推进管路热控设计提出了高要求。二是探测器飞往火星的过程要经历复杂多变的和恶劣的热环境，近地段要适应较强的外热流，近火捕获段要适应较低的外热流，环火段要适应进出火影、长时间火影、姿态调整、升轨降轨等重要过程，探测器外热流变化复杂，对探测器的推进管路热控设计提出了更高的要求，要求在有限的资源条件下满足推进系统的温控需求。因此针对火星探测器对推进管路热控设计高要求的特点，提出了一种能够适用于火星探测的推进管路热控设计方法。技术实现要素：针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于火星探测的推进管路热控设计方法，解决了火星探测器要在有限的资源下适应自身复杂的管路布局温控要求和奔赴火星过程中经历的复杂恶劣的热环境，要将推进管路的温度控制在合适的范围内的技术问题，具有精准控制和节省能源的有益效果。本发明所采用的技术方案如下：一种适用于火星探测的推进管路热控设计方法：包括：基于推进管路氧化剂与燃料剂的温控要求不同，将推进燃料剂管路与氧化剂管路的热控加热带分别独立设计，分别控制；基于探测器舱内外温度环境不同，舱内外燃料剂管路与氧化剂管路独立设计控制，且舱外管路加热带分区设计控制。进一步，针对氧化剂管路和燃料剂管路独立设计，由于推进系统管路的管径不一，为了保证同样的温度要求，不同管径的加热功率设计不同，原则是同一管径的管路热控设计时尽量耦合在一起控制，确保加热均匀，不同管径的管路加热带要分开热设计。进一步，根据探测器在轨道上的光照条件的不同，热控设计时将推进液管路加热带分为+y、-y区域和+z、-z区域四个区域分别控制，将推进气管路分为+x与-x两个区域分别控制。进一步，+y、-y区域和+z、-z区域四个区域中，-z区域属于光照区，探测器在轨时可以被阳光照射到，+z区域属于非光照区，探测器在轨时不能被阳光照射到。进一步，推进管路热控设计的加热带阈值进行分区设置，分区阈值设置如下。探测器姿态+y区域-y区域+z区域-z区域+x对日(10℃,20℃)(10℃,20℃)(10℃,20℃)(10℃,20℃)+z对火(15℃,25℃)(10℃,20℃)(15℃,25℃)(10℃,20℃)-z对日(10℃,20℃)(15℃,25℃)(10℃,20℃)(15℃,25℃)针对火星探测器推进管路热控设计要在有限的资源下确保自身复杂管路布局的温控需求和奔赴火星过程中经历复杂恶劣的热环境下仍然要将推进管路的温度控制在合适的范围内，本发明提出的一种适用于火星探测的推进管路热控设计方法，具有以下优点：(1)该推进管路热控设计方法根据探测器的飞行过程热环境特点将加热带分区设计控制，分为光照区和非光照区，并设计不同的阈值，阈值可调整，利于推进系统管路适应不同的外部热环境，便于探测器控制系统进行统筹规划和精准控制；(2)该推进管路热控设计方法根据探测器自身的布局特点，对舱内外管路加热带分开设计，对燃料剂管路和氧化剂管路分开设计控制，达到按需控制，不但能适应探测器的推进温控需求，也能够节省能源。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1是本发明燃料剂管路和氧化剂管路分开设计示意图；图2是本发明舱内管路和舱外管路分开设计示意图；图3是本发明推进液管路加热带分区设计示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。本发明所提供的一种适用于火星探测的推进管路热控设计方法，主要要点：是推进系统燃料剂管路与氧化剂管路的加热带分开设计控制和舱内外的燃料剂管路与氧化剂管路分开设计控制且舱外分区设计控制。本实施例中，推进燃料剂管路与氧化剂管路的加热带分开设计，如图1所示，热控设计时，将舱外的氧化剂管路1和燃料剂管路2设计不同功率的加热带，以达到两者独立控制的目的。并且同一管径的管路热控加热带设计时功率一致，确保加热均匀，不同的管路要分开热设计。舱内外的燃料剂管路与氧化剂管路分开设计控制如图2所示，一方面热控设计时，将位于卫星舱体5的舱内管路3加热带和舱外管路4加热带分别设计，并设置不同的加热功率，已达到同样的控温要求。另外一方面，热控设计时将推进液管路加热带分为+y、-y区域和+z、-z区域四个区域分别控制，如图3所示，将推进气管路分为+x与-x两个区域分别控制，并根据上述控温要求，设置加热阈值，确保推进管路热控设计满足设计要求。以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。当前第1页12