航天气热控制技术.doc

1. 什么是航天器的热控制？控制航天器内部的热交换过程，使其热平衡温度处于规定范围的技术。2. 热控制技术研究的重要性。为了保证航天器的安全运行，必须对他们进行合理的热控设计，并研制有效可靠的热控系统，否则将导致飞行失败。3. 简述近地空间的热环境，在近地轨道飞行的航天器收到的外热流主要有哪些？近似值是多少？近地空间航天器受太阳辐射、地球红外辐射、地球-大气的反照；外热流主要有：太阳辐射热流、地球反照热流、地球红外热流及空间背景热流；太阳：近似值-夏至点（近日点）- 冬至点（远日点）-地球反照：近似值-地球红外热流：4. 简述地球红外辐射，地球反照及其影响。地球反照：地球-大气系统对太阳辐射的反射；地球红外辐射：被地球-大气系统吸收的太阳辐射能转化成热能后，又以长波热辐射的方式辐射到空间去。5. 什么事航天器的被动热控制？他有什么优缺点？常用的被动热控措施有哪些？被动热控制：依靠河里的航天器总体布局，选取不同的热物理性能的材料，正确地组织航天器的内外热交换过程，是航天起的结构、仪器、设备在高低温运行状况下都不超出允许范围。优点：.技术简单.可靠性高.使用寿命长 缺点：无自动调节温度的能力主要有：.热控图层.多层隔热材料.热管.相变材料.导热填料6. 选择热控图层的主要原则是什么？航天器表面的热辐射性质（现有热控涂层的性能水平）为了的得到某种指定性能的涂层，可以采用几种涂料组成的条纹搭配涂层。表面涂覆的工艺可行性。表面涂覆在使用环境中的稳定性。涂层的污染。经济性。7. 何为二次表面镜型热控图层？它在卫星热控设计中有和应用？三种：光学太阳反射镜：一种复合表面，有对可见光透明的表层薄膜和对可见光反射的真空镀膜金属底层组成。塑料薄膜二次表面镜：在透明的塑料薄膜背面真空蒸发一层积铝、银等金属膜。涂料型二次表面镜：在可见光强烈反射的金属表面上喷涂对可见光透明的涂料层。应用：航天器外表面外，以控制蒙皮的温度。航天器内表面，以加强蒙皮间的内辐射。航天器蒙皮内表面和仪器、部件的外表面，以控制仪器、部件的温度。8. 简述多层隔热系统的组成，影响多层隔热材料系统隔热性能的因素。并给出n层隔热系统的当量导热系数和当量辐射系数。组成：反射屏，间隔材料。影响性能的因素：材料特性接触导热横向导热层间气体的影响由结构因素引起的传热。N层当量导热系数：式中 多层隔热材料的总厚度、冷热边界温度当量辐射系数：9. 简述普通热管的工作原理。热管是一种靠工质蒸发、凝结和循环流动而传递热量的机械。工质在蒸发段热蒸发，在气体压力作用下向右移动。在凝结段遇冷凝结，凝结液在毛细作用下回流至蒸发段，由此形成一个循环。10. 何为接触热阻？简述形成原因以及影响热控接触热阻的因素。接触热阻：存在于两个固体接触表面的热阻。形成：由于两个接触表面的实际 仅占名义接触面积很小的一部分，两表面间存在到热率较低的气体。影响因素：施加于接触面上的压力与表面粗糙程度有关（局部看）与表面的平整度有关（整体看）与表面处理状态有关温度的影响填料的影响11. 什么是相变材料热控？简述其工作原理。利用物质相变时的能量释放和吸收现象进行航天器的热控制，可将温度控制在相变点附近。12. 什么叫航天器的主动热控制？它有什么优缺点？常用的主动热控制措施有哪些？主动热控制：指当航天器内外热流状况发生变化时，通过某种自动调节系统的动作，使航天器内的仪器设备的温度保持在指定范围内的热控制技术。优点：具有可调节的热交换特性。缺点：系统较复杂，可靠性问题，重量问题。措施：电加热热控制航天制冷方法13. 辐射式主动热控制方法的工作原理是什么？通过改变照射面积以及照射材料的辐射系数，而改变热阻的一种热控方法。14. 简述热控百叶窗的工作原理及组成。原理：利用低辐射率可动叶片，不同程度地遮挡高辐射率的仪器散热表面的方法来控制温度。组成：轴承、驱动器、叶片、支撑座15. 常用的传导式主动热控方法有哪些？接触式热开关（通过切断和导通排热通路来进行热控制）可控热管16. 简述可变热导热管的工作原理。在普通热管中加入一些在热管工作温度范围内不可凝结的气体，随着热管内蒸气压力的变化，不可凝结气体的体积发生变化，凝结段有效排热面积变化。17. 常用的对流式主动热控制方法有哪些？简述对流主动热控方法的有缺点。利用流体的对流换热的方法对航天器整体或局部实施热控制的方法。优点：换热能力强，组织换热比较容易。缺点：严格的密封措施，足够的流体强制对流手段。18. 简述两相流体回路热控系统的工作原理。利用流体工质相变时吸热、放热的特性进行热传输和控制的流体系。19. 简述两位控制器与电子比例控制器的工作原理。两位控制器：可控制温度在某一范围内，当，使电路断开，自然散热；当，则电路接通，加热。电子比例控制器：可控制加热功率，使加热与散热平衡，是温度维持额定温度。20. 常用的航天制冷方法有哪些？辐射制冷相变制冷热电制冷开式循环制冷闭式循环制冷21. 简述辐射制冷的工作原理，提高辐射制冷效率的措施有哪些？工作原理：将热原产热通过传输系统传到辐射器处，到由辐射器将热量传入制冷空间。措施：可增加辐射器面积，来提高效率；可采用适当设置的辐射肋片的办法扩大散热面积。22. 简述热电制冷的原理，为什么要采用多级热电制冷器？原理：利用珀尔帖效应，当电流流过两种不同的金属构成回路时，一个结吸热，另一个结放热。多级热电制冷器可提高制冷器的热电品质因素，提高制冷效率。23. 简述焦耳-汤姆逊致冷的工作原理，斯特林制冷机的工作原理，他们分别属于哪种循环？焦耳-汤姆逊：利用气体由高压状态向低压状态等焓膨胀来达到制冷的目的，属于开式制冷循环。斯特林：逆斯特林循环，由两个等温过程和两个等容过程组成，属于闭式制冷循环。24. 航天气热计算的目的和内容是什么？目的：根据内外受热状态及热控制措施来确定航天气各部分温度变化规律，以便检验热设计是否将各部分的温度控制于所要求的范围内，以及在给定的运行条件下预示航天器的实际运行温度。内容：轨道计算、外热流计算、温度场计算25. 什么是受晒因子？卫星飞行一圈中，手太阳照射的时间与其周期之比。26. 太阳直接照射直径为D高为H的圆柱表面，设太阳光线与圆柱轴线的夹角为，求太阳辐射热流。27. 有一块的平板，其表面红外发射率为，法线始终朝向地心，在轨高度的太阳同步轨道运行，求该平板所吸收的地球红外热流。28. 有一球形薄壳卫星，直径为D，内表面的热辐射率为，外表