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航天器热控原理与材料姓名：***学号：12S******指导教师：***日期：2012.10.12航天器热控材料1 前言航天器热控制又称温度控制, 是随着航天技术发展起来的一门综合多学科的新技术, 是任何航天器必不可少的技术保障系统之一。
它涉及材料学、热学、计算数学、化学、光学、流体力学、电子学、计算机科学以及试验测量技术等诸多学科领域。
它的任务是通过合理组织航天器内部和外部的热交换过程, 使航天器各部位的温度处于任务所要求的范围内, 为航天器的仪器设备正常工作, 提供良好的温度环境。
航天器热控制技术种类很多，使用的场合也各不相同，但从总体上看，一般可分成被动热控制技术和主动热控制技术两类。
被动热控制技术是一种开环控制，在控制过程中被控对象的温度无反馈作用，一旦状态确定后，基本上没有调节的余地，通常选择具有一定热物理性能的材料，并通过航天器的布局，合理安排与空间环境及内部仪器设备之间的热交换，使航天器各部分处于要求的温度范围内。
被动热控制部分除了布局上的合理安排之外．主要通过包括热控涂层、多层隔热组件等各种不同热控材料的使用，最大限度地减少航天器和周围宇宙空间不可调节的热交换，以控制和调节外部恶劣的热环境及其变化对航天器的影响，这样可以减少航天器内部的温度波动，以满足大部分仪器设备的温度范围要求。
被动热控制技术是航天器热控的主要手段之一，而各种热控材料是重要的实现途径，在各类航天器上得到广泛的应用。
2 典型热控材料随着空间技术的不断发展, 我国已经研制成功多种热控材料。
日前, 应用最多最广的有涂层、多层隔热材料、热管、电加热器、导热填料、控温仪和测、控温元件, 在某些情况下也使用过百叶窗、相变材料、热扩散板和环路热管。
在载人飞船上还使用厂泵驱动单相流体回路、风扇等装置。
这些热控材料, 确保我国航天器热控任务顺利实现。
2.1 热控涂层在空间真空环境下，物体的表面温度在很大程度上取决于其表面的太阳吸收比和红外发射率的比值αs/ε。
航空航天工程师的航天器热力学和热控技术航空航天工程师在设计和建造航天器过程中需要了解和应用热力学和热控技术。
本文将探讨航天器热力学的基本原理和热控技术的应用，以及这些技术在航天工程中的重要性。
一、航天器热力学的基本原理航天器在太空中面临极端的温度条件，从极高的温度到极低的温度都可能存在。
航天器上不同部位的温度差异会引起热膨胀、收缩和热应力，对航天器的结构和性能产生影响。
航天器热力学研究的基本原理包括热传导、热辐射和对流换热。
热传导是指热量通过固体或液体的直接传递，传热速度取决于物质的导热性能。
热辐射是指热量通过电磁波辐射传递，无需介质，是一种无空间阻碍的传热方式。
对流换热是指通过流体的对流传热，包括自然对流和强迫对流两种方式。
航天器热力学的研究使得工程师能够预测航天器在不同温度条件下的热响应，为航天器设计提供重要依据。
二、热控技术在航天工程中的应用1. 温度控制航天器中的电子设备和敏感器件在工作过程中需要保持稳定的温度环境。
热控技术用于控制航天器内部的温度，防止设备过热或过冷，保证航天器的正常运行。
航天器的温度控制主要通过热控系统实现，系统中包括温度传感器、温度控制装置和热交换设备等。
通过实时监测航天器内部温度，并配合热控系统进行调节，可以保持设备的工作温度在安全范围内。
2. 热保护航天器进入大气层时，会受到气动加热的影响，温度会急剧升高。
热保护系统用于保护航天器不受高温的损害，在进入大气层时提供保温措施。
热保护系统的主要部分是热防护层，由耐高温材料构成。
当航天器进入大气层时，热防护层能够阻挡热量的传递，并保护航天器内部的设备和载荷不受高温影响。
3. 热控结构航天器的热控结构是指能够调节航天器表面温度的设备和结构。
热控结构主要包括被动热控和主动热控两种。
被动热控是指通过改变航天器表面的热辐射特性来调节整个航天器的温度。
例如，在太阳面朝向航天器的表面覆盖具有高发射率的材料，减少热辐射的吸收，达到降低温度的目的。
航空航天工程师的航天器热控和电力系统航空航天工程师是航天工程领域中至关重要的角色之一。
在航天器设计和运行过程中，热控和电力系统是不可或缺的组成部分。
本文将探讨航空航天工程师在航天器热控和电力系统方面的职责和挑战。
一、航天器热控系统航天器热控系统是确保航天器在各种环境条件下保持稳定工作的关键。
它涉及到航天器内外热量的管理和调节。
航空航天工程师需要根据不同任务和环境要求设计合理的热控系统，以保护航天器的关键元件和设备。
1.1 热平衡在太空中，航天器暴露在极端温度变化的环境中，既有来自太阳的强烈辐射，也有来自宇宙的极低温度。
航空航天工程师需要通过合理的绝缘和反射材料的选用来维持航天器的热平衡，避免设备过热或过冷。
1.2 散热管理航天器在工作中会产生大量的热量，需要及时有效地散发出去，以防止设备损坏。
航空航天工程师需要设计散热器和热管等散热装置，并进行热力学计算来确保热量的有效处理。
1.3 热控调节航天器的各个设备和系统在不同工作状态下的热量输出会有所不同。
航空航天工程师需要设计恰当的热控调节系统，根据实时的温度和工作状态来调整热控设备的工作情况，以保持航天器的稳定工作状态。
二、航天器电力系统航天器电力系统是保障航天器正常运行的关键系统。
它涉及到电力的供应、分配和管理。
航空航天工程师需要设计可靠的电力系统，以满足航天器的各种需求。
2.1 电力供应航天器需要在太空中长时间工作，因此电力的持续供应至关重要。
航空航天工程师需要设计适应不同任务需求的电力供应系统，包括太阳能电池板、锂电池、核电等，以保证电力的可靠供应。
2.2 电力分配航天器内部需要将电能分配给各个设备和系统，同时保持电力的平稳分配。
航空航天工程师需要设计合理的电力分配系统，包括配电盒、开关和线缆等，确保电能按需分配给各个系统和设备。
2.3 电力管理航天器电力系统还需要具备自检自修复的能力。
航空航天工程师需要设计电力管理系统，能够监测和控制电力系统的运行情况，并在发现故障时进行自动修复或告警处理，提高系统的可靠性和稳定性。
航空航天工程师的航天器热控和电力系统航空航天工程师在航天器的设计和生产过程中起着至关重要的角色。
在其中，航天器的热控和电力系统是两个不可忽视的关键要素。
本文将探讨航空航天工程师在航天器热控和电力系统方面的职责和挑战。
1. 航天器热控系统航天器在太空中面临极端的温度变化，由于没有大气层的保护，航天器在日照和阴影间会经历巨大温度差异。
航天器热控系统的主要任务是确保飞行器在各种运行条件下的温度稳定，以保证航天器的正常运行和有效保护载荷。
航天器热控系统通常包括热隔离、散热、加热和温度监测等方面的技术。
热隔离材料和涂层能够降低热能的流失和吸收，以保持航天器内部的温度稳定。
在某些情况下，加热器能够提供额外的热量，以应对低温环境的挑战。
航天器的散热系统负责将过剩热能排出航天器，以保持理想温度。
利用辐射、传导和对流等方式，散热系统能够有效地管理航天器的热能平衡。
同时，温度监测系统可以实时监测航天器各个部分的温度，以便及时采取必要的措施。
2. 航天器电力系统航天器的电力系统是维持航天器运行的核心要素。
航天器通常需要驱动动力系统、供应电子设备、保持通信链接和控制载荷等功能，这些都依赖于高性能和可靠的电力系统。
航天器电力系统通常包括电池、太阳能电池，以及必要的电力管理和分配装置等。
电池在航天器日照期间负责储存太阳能产生的电力，以便在阴影期间提供电力支持。
太阳能电池板是航天器主要的能源来源之一，它能够转换太阳辐射能为电能。
电力管理和分配装置是航天器电力系统的关键组成部分，它能够控制电力的流动和分配，保证各个系统和设备得到足够的电力供应。
此外，电力系统也需要考虑能源的节约和电力的优化，以满足航天任务的需求和延长电力系统的寿命。
3. 航空航天工程师的挑战航空航天工程师在航天器热控和电力系统的设计和开发中面临着许多挑战。
首先，航天器在太空中的特殊环境下工作，需要工程师考虑和应对极端温度和真空的影响。
其次，航天器的热控和电力系统需要在长期的太空任务中保持高度可靠性和稳定性。
“阿波罗”登月飞行器热控系统方案概述陈江平;黄家荣;范宇峰;丰茂龙【期刊名称】《载人航天》【年(卷),期】2012(018)001【摘要】“阿波罗”登月飞行器是目前唯一完成脱离地球轨道飞行的载人深空探测飞行器。
其热控系统设计方案和实施措施可为我国将来研制载人深空探测航天器热控系统所借鉴。
调研了“阿波罗”登月飞行器的热控系统方案，对比近地轨道载人飞船热控系统设计方案，得到“阿波罗”为了适应任务的需要，在“水星”、“双子星”热控方案的基础上发展出在指令舱与服务舱使用的独特的以停滞式辐射器为热排散系统的流体回路系统；指令舱新型热控涂层系统；以升华器、蒸发器等为热排散装置的消耗型相变热排散系统；然后对比分析了登月舱初期热控系统设计方案及最终的热控系统设计方案。
在分析“阿波罗”登月飞行器热控关键技术及其实施措施的基础上，进一步了解到“阿波罗”登月飞行器热控系统设计的特点。
【总页数】8页(P40-47)【作者】陈江平;黄家荣;范宇峰;丰茂龙【作者单位】北京空间飞行器总体设计部,北京100094;北京空间飞行器总体设计部,北京100094;北京空间飞行器总体设计部,北京100094;北京空间飞行器总体设计部,北京100094【正文语种】中文【中图分类】V444.36【相关文献】1.高超声速飞行器常规螺线管磁控热防护系统可行性分析 [J], 李开;刘伟强2.高超声速飞行器磁控热防护系统建模分析∗ [J], 李开;刘伟强3.高超声速飞行器热防护系统方案快速设计方法 [J], 胥磊;谷良贤;龚春林;万佳庆4.临近空间飞行器的流体回路主动热控方案研究 [J], 周湘杰5.陆用燃油(气)电站热控系统技术方案 [J], 庞国斌因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
