一种火星飞行器温控系统及方法技术方案

一种火星飞行器温控系统及方法，它涉及一种温控系统及方法。本发明专利技术为了解决现有火星飞行器温控系统难以在能源预算有限的条件下，保证火星飞行器进行精确规划和灵活操作以及最大限度地减少温控能量，同时在可变温控场景中满足不同温控模式相应许用温度限制的问题。本发明专利技术所述温控系统包括基站子系统、飞行器子系统和运行环境系统；所述基站子系统由第一测温模块、第一调温模块和基站管控模块组成，所述飞行器子系统由第二温控模块、第二调温模块和飞行器管控模块。本发明专利技术属于航天飞行器热管理技术领域。技术领域。技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种火星飞行器温控系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种温控系统及方法，属于航天飞行器热管理


技术介绍

[0002]火星在太阳系中与地球相邻且具有与地球相似的物理体积和地形地貌，火星探测对拓展人类生存空间、探索生命起源具有重要意义。火星飞行器以独特的高飞行速率、大探测广度、局部探测能力和定点着陆探测能力，被定位为协助火星车高效完成既定任务的空中探测平台，具有极为广泛的应用前景。在传统飞行器温控方案中，通过外部包覆绝热材料，内部设置热源进行热传导主动产热实现低温环境下生存维持、设置风扇或液泵进行强制对流主动散热实现高温过热保护，通过在特定位置安装温度传感器实现上述温度调节的闭环控制。
[0003]小型、低功率的火星飞行器需要通过二次电池储存和释放太阳能电池阵列有限的产能，飞行器必须轻量化并节约能源以实现能量的运营平衡。受火箭运载能力和火星稀薄大气的影响，火星飞行器有着十分严苛的质量、包络尺寸和功率约束。受火星大气中细小带电尘埃影响，火星飞行器需要进行密封设计，这使得稀薄大气下大功率动力装置的热对流散热效率进一步缩减，同时热惯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种火星飞行器温控系统，其特征在于：所述一种火星飞行器温控系统包括基站子系统(S110)、飞行器子系统(S120)和运行环境系统；所述基站子系统(S110)由第一测温模块(S111)、第一调温模块(S112)和基站管控模块(S113)组成，所述飞行器子系统(S120)由第二温控模块(S121)、第二调温模块(S122)和飞行器管控模块(S123)，所述运行环境系统包括基站辅助设备(100)和飞行器管控设备(200)；第一测温模块(S111)、第一调温模块(S112)和基站管控模块(S113)为基站子系统(S110)中可相互通讯的系统模块，第二测温模块(S121)、第二调温模块(S122)和飞行器管控模块(S123)为飞行器子系统(S120)中可相互通讯的系统模块。2.根据权利要求1所述的一种火星飞行器温控系统，其特征在于：基站辅助设备(100)包括基站控制部件(110)、第一温度监测部件(120)、第一温度调节部件(130)、基站无线通讯部件(140)和火星环境分析部件(150)；所述火星环境分析部件(150)由火星环境分析器(151)组成，所述基站无线通讯部件(140)由基站无线通讯器(141)，所述第一温度监控部件(120)由第一维生测温器(121)组成，所述第一温度调节部件(130)由第一维生加热器(131)组成，所述基地控制部件(110)由基站处理器(111)、第一测温控制器(112)和第一调温控制器(113)组成，所述基站处理器(111)存储有火星飞行器任务目标、第一维生温度预设值、第四维生温度预设值、欠激活组件激活温度预设值、过产热组件过热温度预设值和飞行器本体热力学模型。3.根据权利要求1所述的一种火星飞行器温控系统，其特征在于：飞行器管控设备(200)包括飞行控制部件(210)、第二温度调节部件(220)、飞行器无线通信部件(230)和第二温度监测部件(240)；飞行器控制部件(210)由飞行器处理器(211)、第二温度控制器(212)和第二调温控制器(213)组成，第二温度调节部件(220)由第二维生加热器(221)、欠激活组件加热器(222)和过产热组件热惯性器(223)组成，飞行器无线通信部件(230)由飞行器无线通讯器(231)组成，第二温度监测部件(240)由第二维生测温器(241)、欠激活组件测温器(242))和过产热组件测温器(243)组成。4.一种利用权利要求1所述火星飞行器温控系统实现火星飞行器温控的方法，其特征在于：所述一种火星飞行器温控方法的具体步骤如下：步骤S1001、查询飞行器本体(E110)的状态；步骤S1002、判断飞行器本体(E110)的状态是否为休眠状态，若是，则进行休眠状态火星飞行器温控方案，并进行行步骤S1006；若否，则进行步骤S1003；步骤S1003、判断飞行器本体(E110)的状态是否为待机状态，若是，则进行待机状态火星飞行器温控方案，并进行步骤S1006、若否，则进行步骤S1004；步骤S1004、判断飞行器本体(E110)的状态是否为准备状态，若是，则进行准备状态火星飞行器温控方案，并进行步骤S1006；若否，则进行步骤S1005；步骤S1005、判断飞行器本体(E110)的状态是否为工作状态，若是，则进行工作状态火星飞行器温控方案，并行行步骤S1006；若否，则进行步骤S1006；步骤S1006、判断此火星飞行器(E100)寿命是否终止；若是，则结束；若否，则进行步骤S1001。5.根据权利要求4所述的一种火星飞行器温控方法，其特征在于：步骤S1002中休眠状态火星飞行器温控方案的具体步骤如下：
步骤S1101：控制所述第一维生测温器(121)测量休眠状态维生核心组件实时温度；步骤S1102：控制所述基站处理器(111)读取所述休眠状态维生核心组件实时温度，将之与所述第一维生温度预设值相比较；步骤S1103：判断若所述休眠状态维生核心组件实时温度是否小于所述第一维生温度预设值；若是，则控制所述第一维生加热器(121)处于开启状态；若否，则控制所述第一维生加热器(131)处于关闭状态；步骤S1104：结束。6.根据权利要求4所述的一种火星飞行器温控方法，其特征在于：步骤S1003中待机状态火星飞行器温控方案的具体步骤如下：步骤S1201：控制第二维生测温器(241)持续测量待机状态维生核心组件实时温度；步骤S1202：控制所述飞行器处理器(211)读取所述待机状态维生核心组件实时温度，将之与所述第二维生温度预设值相比较；步骤S1203：判断若所述待机状态维生核心组件实时温度是否小于所述第二维生温度预设值；若是，则控制所述第二维生加热器(221)处于开启状态；若否，则控制所述第二维生加热器(221)处于关闭状态；步骤S1204：控制所述飞行器处理器(211)将所述工作状态维生核心组件实时温度、所述工作状态过产热组件实时温度和所述工作状态欠激活组件实时温度打包为工作状态飞行器本体内部...

【专利技术属性】
技术研发人员：全齐全，侯胜禹，唐德威，朱凯杰，邓宗全，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：