高適應(yīng)性控溫桁架的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種高適應(yīng)性控溫桁架,包括：多個(gè)撐桿、多個(gè)桿鉸鏈、多層隔熱結(jié)構(gòu)和智能涂層、各撐桿之間通過(guò)桿鉸鏈連接，多層隔熱結(jié)構(gòu)包覆在各撐桿的表面，智能涂層噴涂在桿鉸鏈表面。多層隔熱結(jié)構(gòu)包括多個(gè)單元的多層隔熱組件，每個(gè)單元的多層隔熱組件由雙面鍍鋁聚酯薄膜和錦綸網(wǎng)巾相間隔組成；智能涂層噴涂在的桿鉸鏈不影響活動(dòng)部件展開(kāi)的表面，智能涂層其紅外發(fā)射率隨著溫度的變化而相應(yīng)的變化。本實(shí)用新型解決了桁架展開(kāi)前后在軌的溫度控制問(wèn)題，同時(shí)適應(yīng)不同外熱流條件下的溫度需求，具有高適應(yīng)性、可靠性好、設(shè)計(jì)靈活的特點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】高適應(yīng)性控溫桁架

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種空間設(shè)備，特別涉及一種對(duì)不同外熱流具有較高溫控能力的高適應(yīng)性控溫桁架。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，衛(wèi)星朝著高精度、高穩(wěn)定度和高分辨率的方向發(fā)展，這對(duì)桁架結(jié)構(gòu)的熱變形提出了極高的要求。桁架在發(fā)射和在軌運(yùn)行的不同時(shí)刻將面臨著復(fù)雜的外熱流環(huán)境，桁架結(jié)構(gòu)在極端溫度條件下發(fā)生熱變形會(huì)影響成像性能，甚至導(dǎo)致任務(wù)失敗，如天線(xiàn)展開(kāi)機(jī)構(gòu)未能正常展開(kāi)等。因而，有必要對(duì)桁架采取合適的控溫措施保證整個(gè)桁架結(jié)構(gòu)從發(fā)射到在軌時(shí)處于一個(gè)適宜的溫度范圍。
[0003]桁架系統(tǒng)主要包括撐桿及桿鉸鏈等組件，為了保證有效載荷順利展開(kāi)及在軌時(shí)有效載荷的平面度，對(duì)撐桿及桿鉸鏈的溫度范圍有著較高的要求。然而不同位置的撐桿和桿鉸鏈的外熱流也相差很大，并且在展開(kāi)前后外熱流也發(fā)生較大變化，這就對(duì)桁架的控溫裝置具有較大的適應(yīng)性。
[0004]目前，用于空間用桁架熱控制的方式主要有以下兩種:
[0005]1、桁架撐桿包覆多層，桿鉸鏈本色不處理。該種方式是將外熱流對(duì)整個(gè)桁架的影響降到一個(gè)較低的水平，能將整個(gè)桁架大部分部件控制在指標(biāo)溫度范圍之內(nèi)。該方式熱控措施簡(jiǎn)單，但當(dāng)桿鉸鏈?zhǔn)苷諘r(shí)局部溫度高，溫度波動(dòng)大，因而只適用于對(duì)展開(kāi)精度、平面度等要求不高的空間飛行器。
[0006]2、桁架撐桿包覆多層，桿鉸鏈部分噴白漆或者粘貼F46膜等。該方式能夠在一定程度解決受照時(shí)溫度過(guò)高的問(wèn)題，但當(dāng)鉸鏈不受照時(shí)溫度水平又過(guò)低，對(duì)外熱流及空間環(huán)境的適應(yīng)性差。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種高適應(yīng)性控溫桁架，該高適應(yīng)性控溫桁架能夠解決現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法適應(yīng)桁架展開(kāi)前后及軌道變化等所帶來(lái)的溫控需求的問(wèn)題，尤其適應(yīng)外熱流復(fù)雜多變?nèi)缣炀€(xiàn)展開(kāi)機(jī)構(gòu)的溫控需求。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供一種高適應(yīng)性控溫桁架，包括:多個(gè)撐桿、多個(gè)桿鉸鏈、多層隔熱結(jié)構(gòu)和智能涂層、各撐桿之間通過(guò)桿鉸鏈連接，多層隔熱結(jié)構(gòu)包覆在各撐桿的表面，智能涂層噴涂在桿鉸鏈表面。
[0009]優(yōu)選地，多層隔熱結(jié)構(gòu)包括多個(gè)單元的多層隔熱組件，每個(gè)單元的多層隔熱組件由雙面鍍鋁聚酯薄膜和錦綸網(wǎng)巾相間隔組成。
[0010]優(yōu)選地，每個(gè)單元的多層隔熱組件由一層雙面鍍鋁聚酯薄膜和一層錦綸網(wǎng)巾相間隔組成。
[0011]優(yōu)選地，雙面鍍鋁聚酯薄膜的厚度為6 μ m，錦綸網(wǎng)巾采用20d錦綸網(wǎng)巾。
[0012]優(yōu)選地，多層隔熱組件單元的數(shù)量為10個(gè)。
[0013]優(yōu)選地，智能涂層采用熱致相變型材料，熱致相變型材料由溫度變化誘發(fā)相變，從而發(fā)射率也隨之改變。
[0014]優(yōu)選地，智能涂層噴涂在的桿鉸鏈不影響活動(dòng)部件展開(kāi)的表面。
[0015]本實(shí)用新型采用多層隔熱組件對(duì)桿件進(jìn)行包覆，可以很好的降低外熱流對(duì)桿件的影響。采用在桿鉸鏈等活動(dòng)部位噴涂智能涂層，一方面滿(mǎn)足了不影響活動(dòng)部件展開(kāi)的需求，另一方面智能涂層的發(fā)射率跟隨桿鉸鏈的溫度變化而變化，達(dá)到調(diào)節(jié)桿鉸鏈散熱能力的效果，從而保證桿鉸鏈的溫度也保持在一個(gè)較為理想的溫度水平。因而本實(shí)用新型能夠滿(mǎn)足桁架的溫控要求，同時(shí)適應(yīng)了展開(kāi)前后及不同軌道的溫度需求，可靠性好、設(shè)計(jì)靈活。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有下述有益效果:
[0016](I)滿(mǎn)足桁架展開(kāi)前與展開(kāi)后在軌期間的不同溫度需求；
[0017](2)滿(mǎn)足空間環(huán)境及軌道等帶來(lái)不同外熱流環(huán)境時(shí)桁架的溫度需求，具有較高的適應(yīng)性；
[0018](3)工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，成本較低。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的高適應(yīng)性控溫桁架的展開(kāi)狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的高適應(yīng)性控溫桁架的未展開(kāi)狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的撐桿在天線(xiàn)展開(kāi)前的溫度曲線(xiàn)；
[0022]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的桿鉸鏈在天線(xiàn)展開(kāi)前溫度曲線(xiàn)。
[0023]圖中:1為多層隔熱結(jié)構(gòu)，2為智能涂層，3為撐桿，4為桿鉸鏈。

【具體實(shí)施方式】
[0024]為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。
[0025]一種高適應(yīng)性控溫桁架，包括:多個(gè)撐桿、多個(gè)桿鉸鏈、多層隔熱結(jié)構(gòu)和智能涂層、各撐桿之間通過(guò)桿鉸鏈連接，多層隔熱結(jié)構(gòu)包覆在各撐桿的表面，智能涂層噴涂在桿鉸鏈表面。
[0026]具體地，多層隔熱結(jié)構(gòu)包括多個(gè)單元的多層隔熱組件，每個(gè)單元的多層隔熱組件由雙面鍍鋁聚酯薄膜和錦綸網(wǎng)巾相間隔組成。優(yōu)選地，多層隔熱組件單元的數(shù)量為10個(gè)。每個(gè)單元的多層隔熱組件由一層雙面鍍鋁聚酯薄膜和一層錦綸網(wǎng)巾相間隔組成。
[0027]具體地，智能涂層噴涂在的桿鉸鏈不影響活動(dòng)部件展開(kāi)的表面。智能涂層采用熱致相變型材料，其紅外發(fā)射率隨著溫度的變化而相應(yīng)的變化，其由溫度變化誘發(fā)相變，進(jìn)而發(fā)射率也隨之改變，從而將桿鉸鏈維持在一個(gè)較為理想的溫度水平。當(dāng)桿鉸鏈溫度升高時(shí)，智能涂層發(fā)生相變從而發(fā)射率增大，散熱能力增強(qiáng)，而當(dāng)桿鉸鏈溫度降低時(shí)，智能涂層發(fā)生相變導(dǎo)致紅外發(fā)射率降低，散熱能力減弱，從而保證桿鉸鏈溫度始終維持在一個(gè)較為理想的水平。
[0028]以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的高適應(yīng)性控溫桁架進(jìn)行進(jìn)一步具體說(shuō)明。
[0029]請(qǐng)同時(shí)參閱圖1、圖2，其分別為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的高適應(yīng)性控溫桁架的展開(kāi)狀態(tài)和為展開(kāi)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，對(duì)應(yīng)的，I為多層隔熱結(jié)構(gòu)；2為智能涂層；3為撐桿；4為桿鉸鏈。多層隔熱結(jié)構(gòu)I包覆在撐桿3的外表面，為10單元多層隔熱組件。每個(gè)多層隔熱單元由一層6 μ m雙面鍍鋁聚酯薄膜和一層20d錦綸網(wǎng)巾相間隔組成；智能涂層2為噴涂在桿鉸鏈4的不影響活動(dòng)部件展開(kāi)的表面。
[0030]基于以上控溫裝置，對(duì)某衛(wèi)星天線(xiàn)展開(kāi)機(jī)構(gòu)的桁架展開(kāi)前后的溫度進(jìn)行了分析計(jì)算，模型進(jìn)行了必要的簡(jiǎn)化和假設(shè)，衛(wèi)星基本參數(shù)，如軌道、姿態(tài)等按照技術(shù)要求進(jìn)行設(shè)置。材料的熱物性參數(shù)選取按按總體技術(shù)要求規(guī)定設(shè)置。
[0031]圖3和圖4為展開(kāi)前撐桿和桿鉸鏈的溫度曲線(xiàn)，從以上仿真分析結(jié)果可以看出，撐桿在展開(kāi)前能保持溫度在-30?25°C，桿鉸鏈在展開(kāi)前能保持溫度在-23?48°C，溫度水平滿(mǎn)足指標(biāo)要求，為天線(xiàn)順利展開(kāi)提供保障。
[0032]由上實(shí)施例證明，本實(shí)用新型的高適應(yīng)性桁架控溫裝置具有控溫效果好，適應(yīng)性好，熱控措施也便于實(shí)施的特點(diǎn)。
[0033]以上所述僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本實(shí)用新型所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可理解想到的變換或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的包含范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高適應(yīng)性控溫桁架，其特征在于，包括:多個(gè)撐桿、多個(gè)桿鉸鏈、多層隔熱結(jié)構(gòu)和智能涂層、各所述撐桿之間通過(guò)所述桿鉸鏈連接，所述多層隔熱結(jié)構(gòu)包覆在各所述撐桿的表面，所述智能涂層噴涂在所述桿鉸鏈表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高適應(yīng)性控溫桁架，其特征在于，所述多層隔熱結(jié)構(gòu)包括多個(gè)單元的多層隔熱組件，每個(gè)單元的多層隔熱組件由雙面鍍鋁聚酯薄膜和錦綸網(wǎng)巾相間隔組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高適應(yīng)性控溫桁架，其特征在于，所述每個(gè)單元的多層隔熱組件由一層雙面鍍鋁聚酯薄膜和一層錦綸網(wǎng)巾相間隔組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高適應(yīng)性控溫桁架，其特征在于，所述雙面鍍鋁聚酯薄膜的厚度為6 μ m，所述錦綸網(wǎng)巾采用20d錦綸網(wǎng)巾。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高適應(yīng)性控溫桁架，其特征在于，所述多層隔熱組件單元的數(shù)量為10個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高適應(yīng)性控溫桁架，其特征在于，所述智能涂層采用熱致相變型材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高適應(yīng)性控溫桁架，其特征在于，所述智能涂層噴涂在所述的桿鉸鏈不影響活動(dòng)部件展開(kāi)的表面。
【文檔編號(hào)】B64G1/22GK204184581SQ201420535944
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月17日
【發(fā)明者】胡小康, 翟載騰, 程鋒, 史奇良, 謝龍, 于迎軍 申請(qǐng)人:上海衛(wèi)星工程研究所