一种大功率密度卫星地面测试散热系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种大功率密度卫星地面测试散热系统，其包括流体连通的冷却气体控制系统和射流风箱系统；其中所述冷却气体控制系统包括控制单元、制冷机组、增压机组和配风除湿机组；其中所述射流风箱系统(300)包括射流风箱(310)，所述射流风箱(310)包括风箱法兰(360)、扰流板(350)、射流小孔(320)和射流喷嘴(340)；以及其中所述扰流板(350)上设置有扰流板孔(330)，所述扰流板孔(330)孔径大小按中间位置小四周位置大的方式分布。本文所述的散热系统具有占用空间小、易实施、便于拆装和移动、适应能力强、散热效果好、近星体为无源设备，使用安全等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种大功率密度卫星地面测试散热系统
本技术涉及航天应用
，具体涉及一种大功率密度卫星地面测试散热系统。该散热系统可用于解决大功率密度通信或导航卫星在地面长时间加电测试阶段的系统散热问题。该技术具有体积小、易实施、适应能力强、散热效果好、使用安全等特点。
技术介绍
卫星(航天器)热控系统的任务就是控制星上各仪器和设备不同阶段的温度均满足要求，保证电子仪器和设备各阶段连续、稳定运行。在卫星寿命各阶段降低仪器、设备温度水平，对提高系统使用寿命及可靠性具有重要意义。卫星测试全寿命周期先后经历地面模飞测试阶段、塔架测试段、上升段、在轨运行段以及返回段(适用返回式卫星)。其中，塔架测试阶段由于卫星通常加电时间较短且大功率载荷设备不具备测试条件，通过卫星整流罩内空调系统即可满足整星电测试阶段的散热需求；上升段通常持续时间较短，星体受整流罩内红外辐射及气动加热影响，整星温度先升后降，依靠卫星自身热容即可实现整星温度控制，一般情况下无需采取特殊的热控措施；在轨运行段整星散热是卫星热控分系统研制过程的重点内容，航天器在轨运行期间主要受到空间冷黑背景、太阳热流、地球反照热流以及红外热流等影响，根据已定轨道参数，姿态进行热仿真分析并通过热平衡试验验证的方式，可有效保证卫星在轨工作温度水平及散热良好。热分析及热试验验证方法均十分成熟，且经过多次飞行验证。在上述卫星塔架测试、上升段以及在轨运行段整星热控设计方法及措施均有相关标准及规范进行指导和说明，经过在轨成熟型号飞行验证，技术上不存在困难。但对于地面测试(老练测试)阶段，不同单位、不同型号或不同热控设计师所采取控温策略均不尽相同，现阶段未见相关标准或规范进行明确说明。根据目前相关国内外相关文献资料表明：现阶段针对大功率密度卫星(航天器)地面老练测试阶段通常采用的散热方式包括敞开舱板测试、大功率衰减测试以及风扇吹扫测试三种方法。第一种测试方法为敞开舱板测试。其具有散热效果好，单机及设备温度水平可调节的优点。但在卫星舱板敞开的条件下，部分单机测试电缆需要进行转接延长，高频电缆连接方式(布线位置及转弯半径)与合板及在轨实际运行状态不一致，测试数据可能与在轨数据存在一定偏差。同时几颗卫星在模飞测试阶段进行敞开大功率舱板操作不利于实现批产卫星的快速装配及测试要求。第二种测试方法为大功率衰减测试。在大功率密度卫星地面模飞测试阶段，使用信号衰减方式减少大功率无线测试信号的输出，可显著降低整星测试阶段的热功耗，从源头(减少系统发热方式)降低系统散热压力。存在的问题：该测试状态与卫星实际在轨工作状态不一致，尤其是大功率载荷设备，进行卫星载荷大功率的衰减测试不能完全实现整星系统老练测试的试验目的。第三种测试方法为风扇吹扫测试。直接使用大功率风扇对星体发热部位进行吹扫，利用强制对流强化对流换热原理，增加星体表面与冷却空气的表面换热系数，可在一定程度上降低或缓解整星模飞测试阶段的温度水平。缺点是冷却空气与卫星表面温差较小，散热能力不足，有时需要通过降低厂房或测试间环境空气温度水平予以辅助散热，测试运行成本较高，且测试过程风扇电机需要外接市电，由于距离星体较近，存在干扰、静电或漏电风险。随着近些年航天技术的飞速发展，航天器整体功率密度不断提高，星上仪器设备高度集成、排布紧密，星体表面热负荷逐渐增加。上述三种卫星测试及散热方式已不能满足现阶段大功率密度批产卫星型号的地面长时间模飞测试的散热需求。因此，在大功率通信或导航卫星研制阶段迫切需要一种散热效率高、运行稳定、不需开敞舱板且近星体端无源的大功率密度卫星地面测试散热系统来解决地面测试阶段的系统散热问题。
技术实现思路
为弥补现有散热技术不足，本申请提供一种大功率密度卫星地面测试散热系统，主要由冷却气体控制系统(包括制冷机组、增压机组、控制单元、配风机组)和射流风箱系统(保温风管、射流风箱以及射流喷嘴)两部分组成。该系统具有体积小、易实施、适应能力强、散热效果好、使用安全等特点。可广泛用于解决大功率导航卫星、通信卫星、高功率密度微小卫星、载人飞船及空间站等航天器地面模飞测试阶段散热问题。为了解决上述技术问题太，本申请提供下述技术方案。在第一方面中，本申请提供一种大功率密度卫星地面测试散热系统，包括流体连通的冷却气体控制系统和射流风箱系统；其中所述冷却气体控制系统包括控制单元、制冷机组、增压机组和配风除湿机组，且沿着冷却气体流动的方向，配风除湿机组设置在最靠近所述射流风箱系统的位置处；其中所述控制单元用于调节冷却气体的温湿度、洁净度和压力；其中所述射流风箱系统(300)包括射流风箱(310)，所述射流风箱(310)包括风箱法兰(360)、扰流板(350)、射流小孔(320)和射流喷嘴(340)；其中所述射流喷嘴(340)均匀布置在所述射流风箱(310)的正面；以及其中所述扰流板(350)上设置有扰流板孔(330)，所述扰流板孔(330)孔径大小按中间位置小四周位置大的方式分布。在第一方面的一种实施方式中，所述控制单元包括温湿度采集设备、压力采集设备和洁净度采集设备。在第一方面的另一种实施方式中，所述冷却气体控制系统设置在多向可移动脚轮之上。在第一方面的另一种实施方式中，所述制冷机组包括工业制冷机、空调机组或者其它提供冷量或产生冷量的装置。在第一方面的另一种实施方式中，所述增压机组包括涡轮增压装置或机械增压装置。在第一方面的另一种实施方式中，所述射流风箱系统的射流喷嘴具备独立开关及风向调节功能。在第一方面的另一种实施方式中，所述射流风箱系统固定于可多向移动支架上。在第一方面的另一种实施方式中，所述可多向移动支架为三向六自由度可移动支架。在第一方面的另一种实施方式中，所述射流风箱采用喇叭口外形设计。在第一方面的另一种实施方式中，所述射流风箱系统的射流风箱内外表面均覆盖保温隔音材料。与现有技术相比，本申请的有益效果在于本文所述的散热系统具有占用空间小、易实施、便于拆装和移动、适应能力强、散热效果好、近星体为无源设备，使用安全等优点。附图说明通过结合附图对于本申请的实施方式进行描述，可以更好地理解本申请，在附图中：图1为本申请的一个实施例中的一种大功率密度卫星地面测试散热系统示意图；图2为本申请的一个实施例中的制冷增压控制系统示意图；图3为本申请的一个实施例中的射流风箱示意图。附图中的各附图标记含义如下：100一种大功率密度卫星地面测试散热系统110制冷机组120增压机组130控制单元140配风除湿机组150射流风箱支架160保温风管170射流风箱180射流喷嘴190被冷却星体表面200冷却气体控制系统210配风除湿机组220增压机组230制冷机组240控制单元241温湿度采集设备242压力采集设备243洁净度采集设备250可移动脚轮300射流风箱系统310射流风箱320射流小孔330扰流板孔340射流喷嘴350扰流板360风箱法兰370保温隔音材料。具体实施方式除非另作定义，在本说明书和权利要求书中使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属
内具有一般技能的人士所理解的通常意义。以下将描述本申请的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大功率密度卫星地面测试散热系统，其包括流体连通的冷却气体控制系统和射流风箱系统；其中所述冷却气体控制系统包括控制单元、制冷机组、增压机组和配风除湿机组，且沿着冷却气体流动的方向，配风除湿机组设置在最靠近所述射流风箱系统的位置处；其中所述控制单元用于调节冷却气体的温湿度、洁净度和压力；其中所述射流风箱系统(300)包括射流风箱(310)，所述射流风箱(310)包括风箱法兰(360)、扰流板(350)、射流小孔(320)和射流喷嘴(340)；其中所述射流喷嘴(340)均匀布置在所述射流风箱(310)的正面；以及其中所述扰流板(350)上设置有扰流板孔(330)，所述扰流板孔(330)孔径大小按中间位置小四周位置大的方式分布。

【技术特征摘要】
1.一种大功率密度卫星地面测试散热系统，其包括流体连通的冷却气体控制系统和射流风箱系统；其中所述冷却气体控制系统包括控制单元、制冷机组、增压机组和配风除湿机组，且沿着冷却气体流动的方向，配风除湿机组设置在最靠近所述射流风箱系统的位置处；其中所述控制单元用于调节冷却气体的温湿度、洁净度和压力；其中所述射流风箱系统(300)包括射流风箱(310)，所述射流风箱(310)包括风箱法兰(360)、扰流板(350)、射流小孔(320)和射流喷嘴(340)；其中所述射流喷嘴(340)均匀布置在所述射流风箱(310)的正面；以及其中所述扰流板(350)上设置有扰流板孔(330)，所述扰流板孔(330)孔径大小按中间位置小四周位置大的方式分布。2.如权利要求1所述的大功率密度卫星地面测试散热系统，其特征在于，所述控制单元包括温湿度采集设备、压力采集设备和洁净度采集设备。3.如权利要求1所述的大功率密度卫星地面测试散热系统，其特征在于，所述冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：林士峰，蒋桂忠，沈苑，龚文斌，刘迎春，李锴，安洋，马二瑞，张筱娴，许红阳，任烜，
申请(专利权)人：上海微小卫星工程中心，
类型：新型
国别省市：上海,31