航天概論課件第四章(參考版)
2025-05-18 02:47本頁面
【正文】 。 雙相流通過相變吸收和傳遞熱量，效率比單相循環(huán)換熱要高得多。 單相流單靠改變溫度吸收和傳送熱量，效率不高。如此反復(fù)循環(huán)將艙內(nèi)熱量排放到宇宙空間。 單相流體，如水、空氣等，吸收艙內(nèi)熱量以后，流到艙外的輻射器中，將熱量發(fā)散到宇宙空間。 有 單相和雙相 兩種。 缺點是需要消耗航天器上寶貴的電源，一般只用于能源比較充裕的航天器上。既可用于整艙的溫度控制，也可用于個別儀器設(shè)備的恒溫調(diào)節(jié)，也是航天器常用的主動溫控手段。 b. 電加熱恒溫裝置 葉片外表面涂有隔熱性能良好的低輻射率和低吸收率的涂層。 由熱敏動作器、葉片和底板等組成 。 熱管具有很高的傳熱性能和接近等溫的工作狀態(tài)，不存在運動部件，工作安全可靠，主要用于部件或整星結(jié)構(gòu)的等溫化。冷凝下來的液體又被抽回到高溫端，如常反復(fù)循環(huán)，使兩端的溫度趨于平衡。 e. 熱管 d. 相變材料 在充氣密封艙內(nèi)，由于氣體的存在，多層隔熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)增大，改用導(dǎo)熱系數(shù)相當(dāng)（約為 W/（ m 一種 多孔的輕質(zhì)聚胺酯固體材料 。 用多層隔熱材料將需要保溫的儀器包扎起來，達(dá)到保溫的目的。K） 的量級，被稱為 超級隔熱材料 。 由低輻射率的反射層 （ 鍍鋁、銀、金的滌綸或聚酰亞胺薄膜 ） 與間隔層 （ 低導(dǎo)熱率 的纖維紙或織物 ）交錯疊成 ，層數(shù)越多隔熱效果越好。 內(nèi)表面噴以高輻射率的涂層，以增強內(nèi)輻射改善殼體內(nèi)部溫度的均勻性。 典型的被動式溫控方法： a. 熱控涂層 因此是各類航天器最常使用的一種溫控措施。 （ 1）被動式溫度控制 航天器的溫度控制 利用角動量守恒原理的 機電執(zhí)行機構(gòu) ， （ 3）執(zhí)行機構(gòu) 三種類型： 典型的姿態(tài)敏感器： 太陽敏感器 紅外地平儀（地球敏感器） 星敏感器 慣性敏感器（單自由度速率陀螺） 射頻敏感器 磁強計 （ 2）電子控制器 主要功能： 軌道敏感器又稱為導(dǎo)航設(shè)備，自主式的導(dǎo)航有 天文導(dǎo)航、陸標(biāo)定位、慣性導(dǎo)航 和 信標(biāo)測距 等種類，設(shè)備比較復(fù)雜，技術(shù)難度較大，目前實際應(yīng)用不多；天 地大回路控制主要 依靠地面雷達(dá) 進(jìn)行跟蹤測軌。 （ 1） 測量部件 包括 軌道敏感器 和 姿態(tài)敏感器 。 為了完成天 地大回路測控任務(wù)，通常需要在地面不同地點布置多個地面測控站，還包括海上測控船，組成龐大的 航天測控網(wǎng) 。 地面設(shè)備包括跟 蹤測軌雷達(dá)、遙測接 收機、地面計算機和 遙控發(fā)射機等。 星載儀器包括測量部件、電子控制器、執(zhí)行機 構(gòu)、數(shù)據(jù)采集器和發(fā)射裝置等。 多用于軌道控制和自旋、雙自旋衛(wèi)星的姿態(tài)控制。 天 地大回路控制 —— 依靠地面 測控系統(tǒng)和安裝在航 天器上的儀器 聯(lián)合實現(xiàn)的姿軌 控制 。要求航天器的姿態(tài)測量和確定、姿態(tài)控制計算、控制指令生成和執(zhí)行完全由航天器上的儀器來完成，在航天器上形成閉合控制回路 （ 2）主動式控制 在衛(wèi)星上安裝永久磁鐵 ， 當(dāng)磁鐵磁場 方向與地磁場方向一致時 ， 磁鐵所受的力 矩為零 ， 此時處于姿態(tài)穩(wěn)定位置 。 利用磁鐵或線圈與地球磁場相互作用產(chǎn)生恢復(fù)力矩實現(xiàn)穩(wěn)定控制 。 特別適用于要求某一方向永遠(yuǎn)指向 地面的衛(wèi)星 。 同理 ， 軌道運動產(chǎn)生的不同離心力 也存在相同的效應(yīng) 。 利用航天器各部分質(zhì)量在中心引力 場作用下受到不同的引力 ， 引力差對 于質(zhì)心的力矩形成使航天器恢復(fù)到最 小慣量軸指向引力中心的穩(wěn)定姿態(tài) 。 改變控制力矩 M 的大小、方向和作用時間，就可以控制自旋軸修正的角度 和方向 。 a） 自旋穩(wěn)定 二者的相互組合 ， 又派生出 半被動 、 半主動 等類型 。 內(nèi)力矩 —— 有 噴氣推力 或 慣性飛輪 產(chǎn)生的 姿態(tài)控制力矩 ， 推力偏心、活動部件運動、向外的熱輻射和電磁輻射 ，以及 漏
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