衛(wèi)星平臺(tái)機(jī)熱一體化設(shè)計(jì)探討

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1、第25卷第2期2016年4月航天器工程SPACECRAFTENGINEERINGV01．25No．225衛(wèi)星平臺(tái)機(jī)熱一體化設(shè)計(jì)探討劉百麟1董藝2魏巍(1中國(guó)空問(wèn)技術(shù)研究院通信衛(wèi)星事業(yè)部，北京100094)(2北京衛(wèi)星制造廠(chǎng)，北京100094)摘要針對(duì)衛(wèi)星平臺(tái)結(jié)構(gòu)和熱控分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求，挖掘二者設(shè)計(jì)的結(jié)合點(diǎn)與耦合性，基于大系統(tǒng)多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)思想，突破現(xiàn)有“學(xué)科孤島”式設(shè)計(jì)模式，探討衛(wèi)星平臺(tái)的機(jī)熱一體化設(shè)計(jì)。通過(guò)綜合分析國(guó)內(nèi)外集傳熱與承載于一體的多功能結(jié)構(gòu)技術(shù)，以及高導(dǎo)熱碳纖維復(fù)合材料的研究進(jìn)展、應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，表明這些技術(shù)措

2、施能夠充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)與熱控協(xié)同設(shè)計(jì)、融合效應(yīng)最大化的優(yōu)勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星平臺(tái)機(jī)熱一體化設(shè)計(jì)的可行技術(shù)途徑，其應(yīng)用可顯著提高衛(wèi)星平臺(tái)的承載與散熱能力，有效降低衛(wèi)星平臺(tái)設(shè)計(jì)費(fèi)效比，提升衛(wèi)星平臺(tái)的性能指標(biāo)。關(guān)鍵詞衛(wèi)星平臺(tái)；機(jī)熱一體化；被動(dòng)傳熱；主動(dòng)傳熱；高導(dǎo)熱碳纖維復(fù)合材料中圖分類(lèi)號(hào)：V423．4；TKl24文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2016．02．005DiscussiononMechanicalandThermalIntegratedDesignofSatellitePlatformLIU

3、BaihnlDONGYi2WEIWeil(1InstituteofTelecommunicationSatellite，ChinaAcademyofSpaceTechnology，Beijing100094，China)(2BeijingSpacecrafts，Beijing100094，China)Abstract：Accordingtotherequirementsofsatelliteplatformstructureandthermalcontrolsub—systems，thispaperinvestigatesth

4、ecombinationpointsandcouplingsofthetwosubsystems．Basedonthetheoryofdisciplinaryoptimizationofalargesystem，thispaperbreaksthroughthe“isolatedisland’’designmodeanddiscussesthemechanicalandthermalintegrateddesignofsatel一1iteplatform．Thepaperintroducestheinvestigation，a

5、pplicationanddevelopmenttendencyonmulti—functionalstructureofheattransferandloadcarrying，andcarbonfibercompositematerialswithhighthermalconductivity．ThesemeasurescanmakefulluseoftheadVantagesofstructureandthermalcontrolcollaborativedesign，andcanbeoneofthefeasibletec

6、hnologicalapproachestothemechanicalandthermalintegrateddesignofsatelliteplatform．Thesemeasurescanim—proveloadbearingandheatdissipation，decreasethecostefficiencyratioandimprovetheperfor—mancesofthesatelliteplatform．Keywords：satelliteplatform；mechanicalandthermalinteg

7、ration；passiveheattransfer；activeheattransfer；highthermalconductivitycarbonfibercompositematerial收稿日期：2015—11一16：修回日期：2016一01—28基金項(xiàng)目：國(guó)家重大航天工程作者簡(jiǎn)介：劉百麟，男，高級(jí)工程師，從事通信衛(wèi)星熱總體設(shè)計(jì)工作。Email：liubailin501@sina．cn。航天器工程25卷1引言衛(wèi)星設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及多個(gè)學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域，包括有效載荷、控制、推進(jìn)、電源、測(cè)控、綜合電子(或數(shù)管)、

8、結(jié)構(gòu)、熱控等多個(gè)分系統(tǒng)，需要多個(gè)領(lǐng)域協(xié)同設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)任務(wù)目標(biāo)，屬于典型的耦合關(guān)系復(fù)雜的多學(xué)科設(shè)計(jì)范疇。隨著衛(wèi)星任務(wù)需求的日益復(fù)雜化，工程系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)程度越來(lái)越高，分系統(tǒng)之間的相互耦合也日益明顯，傳統(tǒng)的單學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化無(wú)法滿(mǎn)足系統(tǒng)整體優(yōu)化設(shè)計(jì)的要求，單學(xué)科設(shè)計(jì)最優(yōu)結(jié)果的組合無(wú)法構(gòu)