三级隔热式热流计
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三级隔热式热流计中国空间技术研究院(航天五院)隶属于中国航天科技集团有限公司,成立于1968年2月20日。自1970年4月24日成功发射我国第一颗人造地球卫星以来,研究院已抓总研制并成功发射了300余颗航天器,实现200余颗航天器在轨运行,研制的航天器覆盖载人航天、月球与深空探测、导航定位、对地观测、通信广播、空间科学与技术试验六大系列航天器,实现了大、中、小、微型航天器的系列化、平台化发展。研究院圆满完成载人航天工程、探月工程、北斗工程、高分工程为代表的重大航天任务,为实现我国航天三大里程碑跨越发展做出了突出贡献。研究院充分发挥航天技术的优势和辐射带动作用,不断将航天新技术成果推广到国民经济多个领域。聚焦卫星应用、智能装备、空间生物三大优势业务板块,打造了中国卫星、康拓红外、航天生物三大业务发展主体平台,形成了以京津冀、长三角和粤港澳大湾区三大重点区域为主的区域布局。
目录
简介
研究院坚持国际化发展战略,积极践行“一带一路[1]”倡议,推动构建人类命运共同体,先后与俄罗斯、法国、巴西等100多个国家和地区的宇航公司及空间研究机构建立了良好的合作关系。2004年实现了首颗商业卫星出口合同签署。截至2020年底,已向国际用户交付了20颗商业卫星,出口产品覆盖通信卫星、遥感卫星、卫星应用、航天器研制基础设施、宇航单机部组件和宇航元器件等。
研究院打造了北京、天津、怀来、西安、兰州、烟台、深圳、内蒙古、杭州等产业基地,拥有空间飞行器总体设计、分系统研制生产、系统集成、总装测试、环境试验、地面设备制造及卫星应用、服务保障等配套完整的研制生产体系。研究院现有中国科学院和中国工程院院士[2]9人,国际宇航科学院院士11人,俄罗斯宇航科学院院士9人,国家级突出贡献专家15人,全国技术能手40人,高级以上职称人员7200余人。研究院获得国家科学技术奖84项,其中特等奖9项;授权专利7700余件,荣获中国专利金奖3项;省部级奖3000余项。研究院先后荣获全国文明单位、全国创先争优先进基层党组织、全国模范职工之家等荣誉称号。
二、技术特点
航天器热平衡试验是验证航天器热设计的重要手段。在航天器热平衡试验中,通常采用红外灯或红外笼模拟航天器所吸收的空间外热流。决定热平衡试验有效性的关键因 素之一在于红外辐射热流的测量精度。目前型号热平衡试验中所使用的热流计有两种 :一 种是多层隔热式绝热型热流计,另外一种是热屏等温型热流计。多层隔热式绝热型热流计在应用中存在的主要问题有 :1) 测量精度一般 ;2) 热流 计个体差异较明显 ;3) 热流计重复使用率低 ;4) 热流计安装方式复杂。热屏等温型热流计 在应用中存在的主要问题有 :1) 需定期标定且存在标定误差 ;2) 热流测量系统复杂 ;3) 所 需测控温通道较多。鉴于现有热流计存在上述不足,有必要研制一种新型热流计,以提高热 流测量精度,以确保航天器热平衡试验的有效性,减小瞬态热试验的复杂程度,简化热平衡 试验准备工作,节约型号热平衡试验成本和周期。减少甚至取消标定试验,实现重复使用, 简化安装和测量系统。
本发明提供了一种三级隔热式热流计,基于热流计测量原理,通过从敏感面到内胆、内胆到外壳、外壳到热流计安装面的三级隔热构型设计,其中安装架均选用低热导率材料,并采用多层隔热组件使得内胆到敏感面的辐射漏热可以忽略,从而确保航天器热平衡试验的准确性和有效性。
三、成果形式
(专利、著作权、新产品、新技术等)
本项目是专利技术
四、应用领域及应用场景
航空航天
五、当前应用成效
本发明提供了一种三级隔热式热流计,能够在热平衡试验中实现高精 度测量、结构简单、免标定且能重复使用。(1) 本发明基于热流计测量原理,通过从敏感面到内胆、内胆到外壳、外壳到热流 计安装面的三级隔热构型设计,其中安装架均选用低热导率材料,并采用多层隔热组件使 得内胆到敏感面的辐射漏热可以忽略,使得热流计辅助部件到敏感面的漏热为可修正的小量值。从而确保航天器热平衡试验的准确性和有效性。(2) 本发明针对现有热流计很少考虑的热电偶丝漏热进行抑制,对敏感面热电偶 延长线及其走线方式进行精细化设计,大大减小热电偶的漏热,使其漏热可以忽略,从而有 效地提高了本热流计测量精度,特别是在低热流范围段,对于有深低温空间外热流模拟需 求的热平衡试验很有应用价值。(3) 相对于现有的热流计,主要零件均可机加而成,多级隔热构型方式结构牢固,其产品一致性高,不会在拆装过程中轻易破坏其传热特性,重复使用性好,可以节省 大量的热流计研制费用。 (4) 既可用于稳态热流测量,又可用于瞬态热流测量,相对于之前的 多层隔热式绝热型热流计和热屏等温型热流计具有更广泛的适用性。(5) 无需定期标定,也不需要恒温控制系统即可实现热流的高精 度测量,在简化试验准备工作和复杂程度、节约型号热平衡试验成本和周期方面具备优势。
六、合作方式
(技术转让、专利许可、委托或合作开发)
技术服务、专利许可。
参考文献
- ↑ “一带一路”的八大特征 ,搜狐,2019-11-18
- ↑ 什么人才能当上中国工程院的院士?,搜狐,2017-12-07