大型空间环模器热沉管网动态仿真技术

建立了大型空间环境模拟器热沉管网动态数学模型，介绍了热沉管网动态仿真技术的算法及软件结构，利用本文的软件对国内最大的空间环境模拟器热沉进行了动态仿真研究，并将结果与此前根据不考虑温度分布对流量分配影响的数学模型得到的仿真结果进行了对比，验证了该技术的可行性和先进性。     

热沉最佳稳定工况仿真技术

介绍了热沉最佳稳定工况的概念、数字模型及其计算机实现，并利用本文的软件对国内最大的空间环模器热沉进行了仿真研究，验证了该技术的可行性。热沉最佳稳定工况仿真研究对指导大型空间环境模拟器初期的调试试验有重要意义。     

KM3热沉检漏技术

热沉是大型空间环境模拟器的重要组成部分,KM3为KM6的改造热沉,热沉内通的是-196℃的液氮或+100℃的热氮气,最高内压达1.6 MPa,其密封性直接影响到模拟器模拟太空冷黑环境的好坏,对漏率的要求非常高,因此对热沉在加工过程中的检漏提出了非常苛刻的要求.KM3设备的真空容器直径3.6 m,长7.3 m,是当时最大的不锈钢真空容器,检漏难度较大.本文介绍了所采用的并已为实践证明是成功的检漏技术.     

大型空间环境模拟器设备液氮制冷系统杜瓦管的研制

液氮系统是大型空间环境模拟设备中的主要分系统之一，在大型空间模拟器的液氮流程中，采用杜瓦管供液的结构形式，也是近年来国外大型空间模拟器中所采用的主要供液方式，介绍了大型空间环境模拟器液氮制冷系统中杜瓦管的作用、结构、使用情况及特点，并根据现场调试，维护等自身因素限制，设计了一种比较简便实用的测试真空试件，经过现场对杜瓦管的调试验收，使杜瓦管的真空性能得到保证，经历了多项试验，杜瓦管始终处于良好使用状态，方便而可靠地保证了对系统，热沉等分系统的供液。     

不锈钢板式热沉流动与传热的数值模拟

热沉是环境模拟器中用来模拟冷黑环境的核心结构,热沉的温度均匀性是其最重要的技术指标之一。本文采用数值模拟方法,对小型热真空模拟器不锈钢板式热沉进行了热力学分析。模拟结果表明:不锈钢板式热沉具有换热效率高、温差均匀性好、冷剂用量少等优点,减小不锈钢板之间的距离可以提高热沉温度均匀性,而不同进出口布置形式对热沉壁面的温度均匀性影响较小。本文得到的模拟结果,对优化热沉结构、提高温度均匀性、减少冷剂使用量具有实际意义。     

高轨卫星大型光学载荷真空热试验设备研制

为满足某高轨卫星大型光学载荷真空热试验需求,研制了一套大型真空热试验设备,代号Y1H。该设备为卧式组合体结构,配备我国目前空间环境下最大的准直型太阳模拟器,有效光束直径为2 m,有效试验尺寸为φ6 m×6.5 m,极限真空度优于3×10~(-5)Pa,热沉温度低于100 K。概要介绍了该试验设备的研制方案及特点。     

基于参数化设计方法的空间环境模拟器集成设计

目前常采用的空间环境模拟器设计模式是不同的分系统利用各自的三维造型软件构建产品的三维几何模型,然后导出到Auto CAD中进行二维的图纸表达。此种设计模式不利于开展协同设计,同时在不同设计软件转换时容易造成设计表达错误。此外,日益激烈的市场竞争,也对空间环境模拟器的快速响应设计提出了更高的要求。因此,根据空间环境模拟器设计流程分析以及设计过程的实际需求,针对容器、热沉、真空、氮流程等分系统设计特点,提出了空间环境模拟器集成设计平台方案;基于统一的数字化设计平台,开展各分系统的协同设计,从而提高产品设计的规范性和重用性,实现空间环境模拟器的数字化高效集成设计。     

基于参数化设计方法的空间环境模拟器集成设计北大核心CSCD

目前常采用的空间环境模拟器设计模式是不同的分系统利用各自的三维造型软件构建产品的三维几何模型,然后导出到Auto CAD中进行二维的图纸表达。此种设计模式不利于开展协同设计,同时在不同设计软件转换时容易造成设计表达错误。此外,日益激烈的市场竞争,也对空间环境模拟器的快速响应设计提出了更高的要求。因此,根据空间环境模拟器设计流程分析以及设计过程的实际需求,针对容器、热沉、真空、氮流程等分系统设计特点,提出了空间环境模拟器集成设计平台方案;基于统一的数字化设计平台,开展各分系统的协同设计,从而提高产品设计的规范性和重用性,实现空间环境模拟器的数字化高效集成设计。     

空间环境模拟器真空度异常诊断系统开发

真空系统作为空间环境模拟器的重要组成部分,其一般分为粗抽与高真空两部分,在航天器热试验过程中起着模拟空间真空背景的关键作用,一旦热试验过程中真空度出现异常,不但试验无法进行,甚至可能对航天器造成危害。本文针对大型环境模拟器试验粗抽阶段的真空度异常诊断方法进行研究,开发了真空度异常诊断系统,并将其应用在了KM7A空间环境模拟器上,取得了良好的效果。     

气氮热沉流场均匀性模拟研究

热沉是空间环境模拟器中的重要分系统。文章主要介绍了热沉主管、支管、支管间距等关键结构因素是怎样影响气氮热沉流场的均匀性。研究方法采用目前常用的数值模拟,在计算机上借助成熟的有限元分析软件(ANSYS)实现模拟计算的过程。在计算时选用ANSYS中的Fluent计算模块,计算模型采用的是K-#模型。通过模拟计算,得到这些关键结构因素对气氮热沉流场均匀性影响规律。利用这些规律,为热沉结构设计提供参考依据,同时为研发出性能优越的环模设备做出贡献。     

大型空间环模试验设备研制

大型空间环模试验设备主要用于为卫星、飞船、探月飞行器的整星真空热试验与大尺寸天线真空低温环境下展开试验提供高真空、全吸收的冷黑背景及空间热辐射环境。该系统设计配备了外热流模拟测控系统、无油真空系统、真空罐、中央控制系统、热沉、氮系统等组成部分。本文概要介绍了本空间环模试验设备的主要性能指标、系统组成以及主要参数设计。     

KM6热沉的检漏技术

ＫＭ６是我国新研制的一台大型空间环境模拟设备,热沉是该设备中的重要组成部分。由于热沉内通的是一－１９６℃的液氮或＋１００℃的热氮气,最大内压可达１．６ＭＰａ, 它又是放在一个５×１０＾－５Ｐａ的真空容器内,因此对热沉在加工过程中的检漏提出了非常苛刻的要求。本介绍了所采用的并为实践证明是成功的检漏技术。     

大型液氮热沉中流动与传热均匀性数学模拟与分析

对大型液氮热沉进行了流动与传热分析,对单管和管路系统的流动与传热均匀性进行了数学模拟与分析.通过对热沉流动与传热分析研究,得出了对大型热沉设计的初步分析结论和优化设计建议,采用了优化设计的大型液氮热沉已经在工程中得到应用.     

板式热沉温度均匀性仿真研究

热沉在空间环境模拟设备中用来模拟空间的冷黑环境。对板式热沉流体分布与温度均匀性进行了仿真研究,使用气氮作为工质,研究了壁板间距以及氮气压力、流速对流体分布的影响。采用计算流体力学的方法,对流场进行了数值模拟和分析研究,获得了壁板间距、氮气压力和流速对热沉温度均匀性的影响规律。     

气氮调温热沉系统设计

我国空间环境模拟试验中,多采用表面温度低于-173℃的热沉在地面模拟空间冷黑环境,与太空-270℃真实冷黑环境相比,模拟误差可控制在1%左右。随着我国深空探测的发展,特别是火星探测任务的提出,使用传统的液氮单相密闭循环制冷热沉达不到火星地表温度-123～27℃,无法满足火星探测模拟试验需求,采用调温热沉技术可解决此问题。介绍了气氮调节热沉温度的工作原理与系统主要组成部件的结构型式,对系统关键参数进行了分析计算,并完成了试验验证。     

大型空间环境模拟器的一种液氮制冷系统

介绍了我国新研制一台大型空间环境模拟器ＫＭ６所采用的以液氮以制冷介质的带文丘利管的单项密闭泵增压循环制冷系统,并给出了该制冷系统的调试结果。     

深空探测器真空热环境模拟试验系统

空间环境模拟试验主要用于模拟太空的冷黑环境、真空环境及太阳辐射环境,通过热试验验证航天器温控、结构设计的合理性。深空探测器真空热环境模拟系统有效空间为Φ3.35m×5m,设备主要包括真空容器、热沉、氮系统、真空抽气系统、外热流系统、环境监控系统、测控系统等,试验极限真空度3.2×10~(-5)Pa,热沉平均温度≤85K,温度均匀性可达3.5K。系统已完成多次整星试验,系统各项指标均优于设计指标要求。     

KM6容器粗抽过程的CFX模拟与分析

KM6空间环境模拟器(简称"KM6容器")作为我国载人航天事业重要的大型试验设备已服役超过20年,完成了100次系统级真空热试验.粗抽真空系统是KM6容器重要的组成部分之一,主要作用是将KM6容器从大气压抽真空至5Pa以下.为了深入了解粗抽过程中的压力变化规律,为粗抽系统的稳定运行及后续的升级改造提供理论参考,同时验证...     

航天器真空热试验的负压过冷系统设计

航天器外部组件(如太阳电池阵)进行热真空试验时,其表面温度需降至-170℃,一般的空间环境模拟器配备的液氮及热沉系统很难将试验件冷却至-170℃,为进一步降低试验温度,研制一种负压过冷系统。系统由过冷器、加热系统、压力控制系统和管路连接系统组成,利用液氮在真空环境中具有更低饱和温度的特性以获得比常规液氮系统更低的液氮温度。设计了负压过冷系统,搭建了工程样机,并且进行了调试试验。试验验证结果表明,过冷器出口温度低于-200℃,针对-170℃温区的试验,可缩短试验周期40%。     

大型液氮液氦热沉一体化设计

介绍了大型液氮液氦一体化热沉主要性能指标、设备结构和特点。针对热沉使用温度能够保持在低于10 K的使用要求,对热沉总体布置、管板结构形式、壁板结构形式、翅片管间距进行了详细设计,并对热沉材料选择和焊接进行了论述。该热沉能够进行航天发动机羽流效应试验,同时能够兼顾航天器热真空和热平衡试验。