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1、上海航天第29卷2012年第3期AER0SPACESHANGHAI文章編號(hào)：1006—1630(2012)03—0065一O4傾斜軌道衛(wèi)星活動(dòng)天線熱控特點(diǎn)分析黎媛捷。，姜海堅(jiān)，陳輝，張會(huì)生，陳建新(1．上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院，上海200240；2．上海衛(wèi)星工程研究所，上海200240)摘要：對(duì)某低軌傾斜圓軌道衛(wèi)星的外熱流環(huán)境進(jìn)行了分析。用蒙特卡羅法計(jì)算了衛(wèi)星六個(gè)表面的外熱流。研究了該軌道條件下艙外活動(dòng)天線熱控特點(diǎn)，提出了該類衛(wèi)星活動(dòng)天線的熱控設(shè)計(jì)原則和初步方案。關(guān)鍵詞：傾斜軌道；熱控；活動(dòng)天線；外熱流中圖分類號(hào)：V443．4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ACOnsiderati
2、ononThermalControlforRotatableAntennaonInclined-LEOSateliteLIYuan—jie～，JIANGHai—jian，CHENHui，ZHANGHui—sheng，CHENJian—xin(1．SchoolofMechanicalEngineering，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China；2．ShanghaiInstituteofSatelliteEngineering，Shanghai200240，China)Abstract：Theexternalhea
3、tfluxofsomeinclined—LEOsatellitewasanalyzedinthispaper．TheexternalheatfluxesofthesixsurfacesforthesatellitewerecalculatedbyMonte—Carlomethod．Thethermal—controlcharacteristicsoftheexternalrotatableantennawerediscussed．Thedesignprincipleandtheprimaryschemeofthethermal-controldesignforrota
4、tableantennawereputforward．Keywords：Inclined—LEO；Thermalcontrol；Rotatableantenna；Externalheatflux0引言持良好的散熱面。衛(wèi)星在軌運(yùn)行時(shí)，活動(dòng)天線可根據(jù)需要作機(jī)械運(yùn)動(dòng)。隨著衛(wèi)星測(cè)控技術(shù)的發(fā)展和要與傾角大于90。的太陽(yáng)同步軌道不同，軌道傾角小于9O。的傾斜軌道能在不同地面光照角下訪問求的提高，衛(wèi)星艙外的天線由固定指向發(fā)展為可轉(zhuǎn)動(dòng)指向機(jī)構(gòu)，能在機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)下指向目標(biāo)方向，甚至實(shí)同一地面點(diǎn)，適于電子載荷等不受光照條件限制的對(duì)地全時(shí)域觀測(cè)衛(wèi)星[1]。低軌傾斜軌道衛(wèi)星吸收外現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的追蹤。
5、工作時(shí)，活動(dòng)天線在指向機(jī)構(gòu)的作用下改變自身姿態(tài)，使天線指向目標(biāo)方向。在此熱流包括太陽(yáng)輻射、地球反照和紅外輻射，其大小取決于到達(dá)各表面的熱流輻照密度和表面的熱物性參過程中，天線外表面外熱流也相應(yīng)改變。因此，低軌數(shù)(太陽(yáng)吸收比和紅外發(fā)射率)[23。對(duì)太陽(yáng)同步軌道傾斜軌道活動(dòng)天線的外熱流復(fù)雜多變，其熱控設(shè)計(jì)的難度較大。對(duì)復(fù)雜外熱流，衛(wèi)星一般采用六面體，衛(wèi)星、地球同步衛(wèi)星等，一般可在星體表面選擇一或兩個(gè)外熱流較穩(wěn)定、熱流輻照密度較小的表面作為用理論分析或NEVADA等外熱流計(jì)算軟件分析各主散熱面[3]。低軌傾斜軌道衛(wèi)星受地球非球形攝動(dòng)表面外熱流。本文以某低軌傾斜軌道衛(wèi)星的活動(dòng)
6、天等影響較大，其軌道面與陽(yáng)光間的夾角一般變化線為研究對(duì)象，用理論分析與仿真計(jì)算相結(jié)合的方法，對(duì)其外熱流進(jìn)行仿真分析，給出了初步熱控設(shè)計(jì)很大，導(dǎo)致衛(wèi)星每個(gè)面都可能受照，軌道熱流變化較太陽(yáng)同步軌道衛(wèi)星更復(fù)雜。若不采取偏航等姿態(tài)調(diào)方案。整措施，則無(wú)法在衛(wèi)星艙體表面確定外熱流條件保1活動(dòng)天線構(gòu)型本文研究的活動(dòng)天線安裝于六面體三軸穩(wěn)定衛(wèi)收稿日期：2012—02—21；修回日期：2012-03—14星的朝天面(一Z面，定義+Z軸指向地心，+X軸作者簡(jiǎn)介：黎嬡捷(1984)，女，助理工程師，主要從事航天器熱控系統(tǒng)設(shè)計(jì)和研究。指向飛行方向，y軸與x、Z軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系)。上海航天AE
7、RoSPACESHANGHAI第29卷2012年第3期活動(dòng)天線由天線、二維指向和展開三部分組成。展小值各3個(gè)。開部分僅在衛(wèi)星入軌時(shí)工作，不作為本文研究對(duì)象，天線和二維指向部分如圖1所示。2圖2在1年中的變化圖1天線活動(dòng)單機(jī)示意Fig．2historyinoneyearFig．1Sketchofrotatableantenna2．2外熱流二維指向機(jī)構(gòu)由兩軸驅(qū)動(dòng)組件和框架結(jié)構(gòu)組分析可發(fā)現(xiàn)，1年中達(dá)到最大或最小值與衛(wèi)成，可沿分別9O。正交的兩軸在±90。范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，帶星發(fā)射時(shí)的初始太陽(yáng)赤經(jīng)有關(guān)?？紤]在衛(wèi)星設(shè)計(jì)時(shí)動(dòng)天線部分實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的實(shí)時(shí)指向。因指向精度和一
