一種星敏感器的散熱裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及航天技術領域，尤其涉及一種用于衛(wèi)星上的星敏感器熱控的輻射一導熱耦合的散熱裝置。
【背景技術】
[0002]星敏感器作為高精度的衛(wèi)星姿態(tài)測量機構，其對溫度精度和溫度穩(wěn)定度均有較高的要求。溫度過高或溫度波動過大會導致星敏的探測精度降低，因此一般均需要對星敏的頭部進行散熱設計。目前星敏感器的散熱設計主要分為兩大類，一類依賴于衛(wèi)星整星的熱控進行設計，如基于輻射小艙式的熱控方案；另一類為獨立控溫設計，如熱散熱器+熱管等。
[0003]基于整星熱控的設計方法往往會受到整星的約束，設計比較復雜。如輻射小艙式熱控方案，需要有足夠布置小艙的空間，這在一些微小衛(wèi)星的設計上比較困難。獨立熱控設計中，熱散熱器+熱管的方案因熱管設計較為復雜，而且加工精度和安裝精度均有較高的要求，實施困難；單獨導熱型散熱器的設計因導熱方程和散熱器的厚度成正比，所以單獨導熱型散熱器比較重；單獨輻射型散熱器因輻射方程和散熱器的面積成正比，所以散熱器的面積比較大。
[0004]因此，需要研發(fā)一種新的星敏感器的熱控方式，能夠滿足散熱要求的同時，實現(xiàn)輕量化、小空間、低成本、易裝配。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的在于，克服現(xiàn)有技術中存在的不足，提供一種星敏感器的散熱裝置，通過輻射一導熱耦合設計，實現(xiàn)散熱裝置低重量、小空間、低成本、易裝配的要求。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種星敏感器的散熱裝置，包括導熱平板和輻射平板；所述導熱平板設有與星敏感器的星敏頭部相配合的一通孔，所述導熱平板通過所述通孔采用星敏法蘭與所述星敏頭部相接，用于對所述星敏頭部進行導熱散熱；所述輻射平板與所述導熱平板相接并與所述導熱平板形成一夾角以與星敏支架相配合，同時所述輻射平板與星敏頭部之間具有一角系數(shù)，用于形成輻射熱沉對星敏頭部進行輻射散熱。
[0007]本實用新型的優(yōu)點在于:通過輻射一導熱耦合設計，提高了散熱效率；通過外表面涂層進一步提高散熱效率。取消了熱管并且不需要一個獨立的輻射小艙，大幅度降低研制難度和研制成本。通過將輻射平板和導熱平板設計成不同的厚度，實現(xiàn)散熱裝置輕量化；且散熱裝置尺寸較小，進而無需較大的空間占用，降低了安裝空間需求。提供優(yōu)化的星敏散熱方案，在最大程度上滿足航天器上低重量、小空間、易實現(xiàn)的設計需要。
【附圖說明】
[0008]圖1，本實用新型所述的星敏感器的散熱裝置的結構示意圖；
[0009]圖2，本實用新型所述的散熱裝置與星敏感器的組裝示意圖；
[0010]圖3，本實用新型所述的散熱裝置與星敏感器以及星敏支架的組裝示意圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖對本實用新型提供的星敏感器的散熱裝置做詳細說明。
[0012]參見圖1-圖3，圖1為本實用新型所述的星敏感器的散熱裝置的結構示意圖，圖2為本實用新型所述的散熱裝置與星敏感器的組裝示意圖，圖3為本實用新型所述的散熱裝置與星敏感器以及星敏支架的組裝示意圖。所述散熱裝置10包括導熱平板11和輻射平板
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[0013]導熱平板11設有與星敏感器20的星敏頭部21相配合的一通孔111，導熱平板11通過所述通孔111采用星敏法蘭22與所述星敏頭部21相接，用于對所述星敏頭部21進行導熱散熱。導熱平板11由于采用星敏法蘭22與星敏頭部21相接，因此可以對星敏頭部21進行導熱直接散熱。星敏法蘭22同時與星敏感器20的星敏遮光罩23相接。
[0014]所述輻射平板12與所述導熱平板11相接并與所述導熱平板11形成一夾角以與星敏支架30相配合，同時所述輻射平板11與星敏頭部21之間具有一角系數(shù)，用于形成輻射熱沉對星敏頭部21進行輻射散熱。具體而言，輻射平板12與導熱平板11相接所形成的折疊形狀與星敏支架30的形狀相配合，以便于裝配；且當星敏支架30安裝上封裝面板31后，輻射平板12、導熱平板11、封裝面板31形成密閉空間，也即利用星敏支架30所在空間形成輻射小艙；同時，輻射平板12面向星敏頭部21，并與星敏頭部21之間具有一角系數(shù)(即兩者并不接觸)，讓星敏頭部21的發(fā)熱能夠通過輻射交換進行散熱。
[0015]輻射平板12與所述導熱平板11雖然連接在一起，但因平板散熱的特點，散熱裝置10溫度從導熱平板11向輻射平板12會出現(xiàn)溫度逐漸降低的梯度現(xiàn)象。星敏頭部21的散熱剛好能夠利用這個特點，導熱平板11由于直接接觸星敏頭部21因而直接導熱散熱；輻射平板12面向星敏頭部21但并不與星敏頭部21接觸，無法起到導熱散熱的效果，而形成輻射熱沉，實現(xiàn)輻射散熱。由于輻射平板12與星敏頭部21的角系數(shù)大，進而輻射散熱效率高，所需面積較?。磺乙蛴辛溯椛淦桨?2的輻射散熱，導熱平板11所需的散熱量減少，不再需要長距離傳熱，從而散熱效率提高。
[0016]作為優(yōu)選的實施方式，所述散熱裝置10進一步包括一過渡平板13，所述輻射平板12通過所述過渡平板13與所述導熱平板11相接，所述過渡平板13分別與所述導熱平板11以及所述輻射平板12各形成一夾角。通過過渡平板13，所述散熱裝置10整體的折疊式形狀可以更好的配合星敏支架30的形狀；同時可以增大輻射平板12與星敏頭部21的角系數(shù)，進一步提高散熱效率、降低輻射平板12所需面積。
[0017]平板導熱的計算公式為:
[0018]φ = - λ.L.D.(dt/dx)(I)
[0019]式(I)中Φ為熱流量，λ為熱導率，L為平板寬度，D為平板厚度，X為導熱方向的變量，t為溫度，負號表示熱流傳遞和溫度有關，從高溫向低溫傳遞。從式(I)中可以看出，導熱和平板的厚度成正比。
[0020]平板輻射的計算公式為:
[0021]φ = ε.A.σ.T4(2)
[0022]式(2)中Φ為熱流量，A為平板面積，σ為波爾茲曼常數(shù)，ε為輻射率，T為溫度。從式(2)中可以看出，導熱和平板的面積成正比，不受厚度影響。
[0023]根據(jù)導熱和輻射的傳熱特點，散熱裝置10設計時可以將輻射平板12和導熱平板11設計成不同的厚度，達到散熱裝置10輕量化的目的。作為可選的實施方式，所述散熱裝置10采用非均勻厚度的薄壁鋁板一體成型。例如，作為可選的實施方式，導熱平板11厚度為3_，實現(xiàn)高效導熱；輻射平板12厚度僅需1_，達到力學性能的要求即可。通過這種非均勻厚度的設計，能夠大幅度降低散熱裝置10的重量。
[0024]可以對散熱裝置10表面涂層進行設計，以提高散熱效率。作為優(yōu)選的實施方式，所述散熱裝置10面向空間的部分均噴涂低太陽吸收率的熱控白漆，以減少外熱流的吸收；也即導熱平板11面向空間的一面以及輻射平板12面向空間的一面均噴涂熱控白漆。作為優(yōu)選的實施方式，所述散熱裝置10面向星敏頭部21的部分均噴涂高輻射率的熱控黑漆，以加強輻射換熱；也即導熱平板11面向星敏頭部21的一面以及輻射平板12面向星敏頭部21的一面均噴涂熱控黑漆。
[0025]本實用新型提供的星敏感器的散熱裝置通過輻射一導熱耦合設計，提高了散熱效率；通過外表面涂層進一步提高散熱效率。取消了熱管并且不需要一個獨立的輻射小艙，大幅度降低研制難度和研制成本。通過將輻射平板和導熱平板設計成不同的厚度，實現(xiàn)散熱裝置輕量化；且散熱裝置尺寸較小，進而無需較大的空間占用，降低了安裝空間需求。提供優(yōu)化的星敏散熱方案，在最大程度上滿足航天器上低重量、小空間、易實現(xiàn)的設計需要。
[0026]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種星敏感器的散熱裝置，其特征在于，包括導熱平板和輻射平板； 所述導熱平板設有與星敏感器的星敏頭部相配合的一通孔，所述導熱平板通過所述通孔采用星敏法蘭與所述星敏頭部相接，用于對所述星敏頭部進行導熱散熱； 所述輻射平板與所述導熱平板相接并與所述導熱平板形成一夾角以與星敏支架相配合，同時所述輻射平板與星敏頭部之間具有一角系數(shù)，用于形成輻射熱沉對星敏頭部進行輻射散熱。
2.根據(jù)權利要求1所述的散熱裝置，其特征在于，所述散熱裝置進一步包括一過渡平板，所述輻射平板通過所述過渡平板與所述導熱平板相接，所述過渡平板分別與所述導熱平板以及所述輻射平板各形成一夾角。
3.根據(jù)權利要求1所述的散熱裝置，其特征在于，所述散熱裝置采用非均勻厚度的薄壁鋁板一體成型。
4.根據(jù)權利要求1或3所述的散熱裝置，其特征在于，所述導熱平板厚度為3mm。
5.根據(jù)權利要求1或3所述的散熱裝置，其特征在于，所述輻射平板厚度為1mm。
6.根據(jù)權利要求1所述的散熱裝置，其特征在于，所述散熱裝置面向星敏頭部的部分噴涂熱控黑漆。
7.根據(jù)權利要求1所述的散熱裝置，其特征在于，所述散熱裝置面向空間的部分噴涂熱控白漆。
【專利摘要】一種星敏感器的散熱裝置，包括導熱平板和輻射平板；所述導熱平板設有與星敏感器的星敏頭部相配合的一通孔，所述導熱平板通過所述通孔采用星敏法蘭與所述星敏頭部相接，用于對所述星敏頭部進行導熱散熱；所述輻射平板與所述導熱平板相接并與所述導熱平板形成一夾角以與星敏支架相配合，同時所述輻射平板與星敏頭部之間具有一角系數(shù)，用于形成輻射熱沉對星敏頭部進行輻射散熱。本實用新型通過輻射—導熱耦合以及輕量化設計，提供優(yōu)化的星敏散熱方案，在最大程度上滿足航天器上低重量、小空間、易實現(xiàn)的設計需要。
【IPC分類】G01C21-02, H05K7-20
【公開號】CN204442896
【申請?zhí)枴緾N201520169249
【發(fā)明人】張曉峰, 付碧紅, 李曉莉, 胡蘭芳
【申請人】上海微小衛(wèi)星工程中心
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月24日