一种卫星地面测试散热系统技术方案

一种卫星地面测试散热系统，包括主风管、分流管、汇流器、离心风机；离心风机产生风气流并送至主风管，主风管接收风气流送至汇流器，汇流器对风气流进行分流，然后通过多个分流管将风气流送至设备舱内靠近仪器设备端，实现通风冷却。本实用新型专利技术散热系统不需要在卫星电子设备表面安装附加设备，与现有技术相比实现简单，工程量小，在电子设备表面不会产生凝结水汽，不会影响电子设备安全；另外本实用新型专利技术散热系统采用灵活的风管对大功率电子设备进行精确散热，可以满足大量复杂电子设备的散热需求，同时采用的封闭密封管道，可以提高散热效率，降低散热设备噪声。

【技术实现步骤摘要】

本技术设及高热耗卫星的地面测试，特别是一种卫星地面测试散热系统。
技术介绍
自从1984年4月中国成功发射东方红二号值FH-2)W来，迄今已发展了S代GEO 通信卫星，分别为东方红二号值FH-2)、东方红S号值FH-3)和东方红四号值FH-4)平台通 信卫星，在规模和性能方面已经达到国际主流水平，可提供的载荷功率也从几百瓦提高到 8KWW上。后续研制的DFH-5号通信卫星平台，有效载荷功率将进一步提高到14KWW上。 高功率伴随着高热耗，也因此对热控技术提出了更高的要求，目前，卫星的热控技 术包括可展开式福射器、毛细抽吸两相回路（CPL)热管系统、高导热率热控材料和可控涂 层等。然而运些热控技术都是针对太空环境设计的，在卫星地面测试阶段，由于受到重力等 因素影响，星上热控技术不能完全发挥作用，因此地面测试阶段卫星电子设备散热成为亟 需解决的难题。 目前，电子设备散热方案很多，如半导体制冷、水冷散热和通风散热等。半导体制 冷和水冷散热存在W下缺点： 阳0化](1)水冷散热设备需要在设备上安装水冷管道，半导体散热需要在设备表面安装 制冷片，两种散热方案需要接触电子设备，不能应用于星上产品的散热； (2)半导体散热设备采用制冷面技术，其溫度低于常溫会产生凝结水汽，从而损坏 精密电子设备，不能应用于星上产品的散热； (3)水冷设备和半导体散热设备安装复杂，适用于局部区域散热，不适用于大规模 使用电子设备的航天器散热工况； 强制通风冷却是利用风机等设备加强空气流动，通过强制对流将设备产生的热 量传至周围环境，其结构简单、安全可靠，然而噪声较大，散热效率较低。因此，采用改进的 通风冷却是卫星地面测试首选的散热方案。
技术实现思路
本技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种不需要在卫星 电子设备表面安装附加设备，能够满足大量复杂电子设备的散热需求的卫星地面测试散热 系统。 本技术的技术解决方案是：一种卫星地面测试散热系统，包括主风管、分流 管、汇流器、离屯、风机，其中： 离屯、风机，位于卫星设备舱外，包括风机、初校过滤器、匀流段、消音段、中校过滤 段；风机转动产生风压，使风气流向风机流动，初校过滤器对风气流进行第一次过滤后，将 风气流送至消音段，消音段位于初校过滤器后端，降低风气流噪声后送至匀流段，匀流段位 于消音段后端，在离屯、风机轴向方向对风气流进行匀流，并送至中校过滤段，中校过滤段位 于匀流段后端，过滤掉空气的粉尘、杂质，然后将风气流送至主风管； 主风管，位于卫星设备舱外，一端与中校过滤段相连，接收风气流，另一端与汇流 器相连，并将风气流送至汇流器； 汇流器，位于卫星设备舱外，一端与主风管相连，接收风气流，另一端与分流管相 连，将风气流均分至分流管； 分流管，一端与位于卫星设备舱外的汇流器相连，并接收风气流，另一端靠近卫星 设备舱仪器设备端，并将风气流送至设备舱内仪器设备。 所述的汇流器为N个，每个汇流器均连接至不同的卫星设备舱分区，其中，N为卫 星设备舱被均匀划分得到的卫星设备舱分区数。 所述的汇流器的材料为不诱钢。 所述的分流管包括PVC硬管与PVC复合软管，PVC硬管一端通过卡髓与PVC复合 软管一端连接，PVC硬管另一端靠近卫星设备舱仪器设备端，并与卫星设备舱仪器设备端垂 直，PVC复合软管另一端伸出卫星设备舱与一个汇流器相连。 阳01引所述的PVC复合软管的内径为50mm。 所述的PVC硬管另一端与卫星设备舱仪器设备端的距离不超过100mm。 所述的分流管为10*N个，其中，每10个分流管与1个汇流器相连。 所述的主风管共N根，其中，每个主风管与1个汇流器对应相连。 所述的主风管为波纹管，直径为300mm。 所述的风机每秒提供不小于N*0. 63m3的总风量。 本技术与现有技术相比的优点在于：(1)本技术通过离屯、风机、主风管、汇流器、分流管等设备产生风气流对卫星 电子设备进行通风冷却，不需要在卫星电子设备表面安装附加设备，与现有的半导体制冷、 水冷散热技术相比，实现简单，工程量小； (2)本技术与现有的半导体散热技术相比，采用常溫通风对电子设备进行散 热，因此在电子设备表面不会产生凝结水汽，不会影响电子设备安全； (3)本技术与现有的半导体制冷、水冷散热技术、通风散热技术相比，采用灵 活的风管对大功率电子设备进行精确散热，可W满足大量复杂电子设备的散热需求，同时 采用的封闭密封管道，可W提高散热效率，降低散热设备噪声； (4)本技术提出的采用分布式风管的"精确"散热方法，具备极强的可重构性， 可扩展应用于其他航天器的地面测试散热问题。【附图说明】 图1为本技术一种卫星地面测试散热系统结构示意图； 图2为本技术一种卫星地面测试散热系统中离屯、风机左视图 图3为本技术一种卫星地面测试散热系统中离屯、风机主视图； 图4为本技术一种卫星地面测试散热系统中汇流器主视图； 图5为本技术一种卫星地面测试散热系统中汇流器左视图。【具体实施方式】 本技术基于通风冷却系统的设计思路和方法，并W卫星地面测试为应用背 景，研究并设计了一种卫星地面测试散热系统，本技术系统有效解决了高热耗卫星地 面测试阶段电子设备散热问题，并能够推广应用于其他高热耗航天器地面测试散热试验 中。 本技术主要解决高功率电子设备地面测试的散热问题，卫星整星可分为卫星 平台、设备舱、推进舱和服务舱等，其中，设备舱是卫星地面测试实验中散热最大的区域。本 技术系统对卫星设备舱采用分区散热的方式，每个象限为一个分区，共计4个分区（4 个分区为设备舱通过隔板均分为4个独立的相同大小区域，可W分为更多个）。本技术 系统如图1所示包括主风管、分流管、汇流器、离屯、风机，在设备舱内通过管路将风送到电 子设备表面正上方，每个分区共10根管路，对应10台设备，每个分区通过分流管将风送到 设备上方，分流管通过汇流器与主风管相连，主风管与风机连接。下面结合附图对本实用新 型系统进行详细说明。 (1)离屯、风机 离屯、风机设计示意图如2、图3所示，如图2所示为离屯、风机左视图，如图3所示 为离屯、风机主视图，离屯、风机依次包括中校过滤段、匀流段、风机段、消音段、初校过滤器， 可形成4个出风口来分别用于设备舱的4个象限的设备散热。本技术系统中风机风 压不小于1000化，单个分区总风量不小于0. 63m3/s，风机采用双层橡胶减震器，用于降低震 动，出口用防火软连接降噪，降噪后噪音为58分贝，机外的新风经过初效过滤器进行第一 次过滤，过滤掉空气中10ymW上的尘埃粒子，然后通过消音段减少噪音，经风机后经匀流 段，使出风气流沿轴向分布较均匀，最后经中效过滤器，过滤掉空气5ymW上的粉尘、杂质 等有害物质，通过效率为98%，通过4个出风口将净化的空气送入至主风管。 阳03引 似分流管 本技术系统中分流管为了防止端部抖动在设备舱内靠近仪器设备端使用 PVC硬管，PVC硬管另一端通过卡髓与PVC复合软管连接，并通过转接头伸出舱外与汇流器 连接，其中，分流管出风口（PVC硬管靠近仪器设备端当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卫星地面测试散热系统，其特征在于包括主风管、分流管、汇流器、离心风机，其中：离心风机，位于卫星设备舱外，包括风机、初校过滤器、匀流段、消音段、中校过滤段；风机转动产生风压，使风气流向风机流动，初校过滤器对风气流进行第一次过滤后，将风气流送至消音段，消音段位于初校过滤器后端，降低风气流噪声后送至匀流段，匀流段位于消音段后端，在离心风机轴向方向对风气流进行匀流，并送至中校过滤段，中校过滤段位于匀流段后端，过滤掉空气的粉尘、杂质，然后将风气流送至主风管；主风管，位于卫星设备舱外，一端与中校过滤段相连，接收风气流，另一端与汇流器相连，并将风气流送至汇流器；汇流器，位于卫星设备舱外，一端与主风管相连，接收风气流，另一端与分流管相连，将风气流均分至分流管；分流管，一端与位于卫星设备舱外的汇流器相连，并接收风气流，另一端靠近卫星设备舱仪器设备端，并将风气流送至设备舱内仪器设备。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：雷继兆，李殷乔，孙治国，张鸿鹏，张磊，刘智斌，边炳秀，陈明章，周志成，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11