一种用于空间光学遥感器的展开式双自由度辐射散热器

摘要

本发明一种用于空间光学遥感器的展开式双自由度辐射散热器，属于航天热控技术领域，解决了现有技术存在能源浪费和由于热辐射温度波动而影响光学遥感器的性能的技术问题；本发明包括辐射冷板、二维转向机构、柔性热关节、锁紧释放机构、多层隔热组件、太阳敏感器、控制器和二维转向机构；辐射冷板与二维转向机构连接，二维转向机构固定在空间光学遥感器上；柔性热关节的低温端与辐射冷板导热连接，高温端与空间光学遥感器内部的发热组件导热连接，太阳敏感器安装在空间光学遥感器上，控制器安装在空间光学遥感器上，太阳敏感器与控制器之间通过数据接口连接，锁紧释放机构的锁紧端固定在空间光学遥感器上，锁紧机构的释放端固定在辐射冷板上。

说明书

技术领域

本发明属于航天热控技术领域，具体涉及一种用于空间光学遥感器的展开 式双自由度辐射散热器。

背景技术

空间光学遥感器内部包含大量发热组件，如成像器件及其驱动电路、制冷 机、电机等，工作时产生大量的热量，随着空间观测技术的发展以及空间光学 遥感器性能的不断提升，空间光学遥感器上的电子学系统日益复杂庞大，工作 时产生的热量也不断增加。而空间光学遥感器工作过程中产生的热量必须通过 合理的方式进行排散，以保障空间光学遥感器正常工作。

目前，排散空间光学遥感器工作过程中产生的热量主要采用在空间光学遥 感器外表面加装固定式辐射散热器，太阳是影响辐射散热器的散热效率的最主 要外热流来源，阳光与辐射散热器之间的夹角对辐射散热器的散热面积和散热 效率有着决定性影响。当辐射散热器直接面对宇宙黑冷空间时，散热效率最高。 对于非太阳同步轨道上的空间光学遥感器，工作周期内由于受到阳光照射，导 致固定式辐射散热器与阳光之间的夹角不断变化，严重影响辐射散热器的散热 效率。为达到的散热效果，通常的解决办法是增大辐射散热器的散热面积，但 存在的缺点是，由于散热面积增加，导致非工作期间所需补偿加热功耗增加， 不但会造成能量浪费，而且会造成热辐射器温度波动而影响空间光学遥感器的 性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于空间光学遥感器的展开式双自由度辐射散热 器，解决现有技术存在能源浪费和由于热辐射温度波动而影响光学遥感器的性 能的技术问题。

本发明一种用于空降光学遥感器的展开式双自由度辐射散热器包括感应单 元、控制单元、驱动单元、辐射冷板、二维转向机构、柔性热关节、锁紧释放 机构和多层隔热组件；感应单元为太阳敏感器，控制单元为控制器，驱动单元 为二维转向机构；辐射冷板散热表面附有涂层，非散热表面包覆多层隔热组件， 辐射冷板与二维转向机构连接，二维转向机构固定在空间光学遥感器上；柔性 热关节的低温端与辐射冷板导热连接，柔性关节的高温端与空间光学遥感器内 部的发热组件导热连接，太阳敏感器安装在空间光学遥感器上，控制器安装在 光学遥感器上，太阳敏感器与控制器之间通过数据接口连接，锁紧释放机构的 锁紧端固定在空间光学遥感器上，锁紧机构的释放端固定在辐射冷板上。

所述多层隔热组件为20单元隔热组件，每单元层隔热组件由一层双面镀铝 薄膜和一层涤纶网组成。

所述二维转向机构能够实现0°到180°范围内往复摆动和-270°到+270°范围 内的轴向转动。

本发明的有益技术效果：本发明通过太阳敏感器获得太阳的方位信息，并 实时传递给控制器，控制器根据得到的太阳的方位信息计算出辐射冷板的指向， 通过二维转向机构驱动辐射冷板进行进行摆动和转动两个自由度的调整，使散 热器的散热表面背向阳光，减小甚至是消除阳光的影响，提高了辐射散热器的 散热效率；非工作期间辐射散热器能够充分利用太阳能，节约了航天器能源。

附图说明

图1为本发明一种用于空间光学遥感器的展开式双自由度辐射散热器的结 构示意图；

图2为本发明一种用于空间光学遥感器的展开式双自由度辐射散热器辐射 冷板受到阳光照射的示意图；

图3为本发明一种用于空间光学遥感器的展开式双自由度辐射散热器辐射 冷板进行阳光规避运动后的示意图；

其中，1、辐射冷板，2、二维转向机构,3、柔性热关节,4、锁紧释放机构,5、 太阳敏感器,6、控制器,7、多层隔热组件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步阐述。

参见附图1、附图2和附图3，本发明一种用于空间光学遥感器的展开式双 自由度辐射散热器包括本发明一种用于空降光学遥感器的展开式双自由度辐射 散热器包括感应单元、控制单元、驱动单元、辐射冷板1、二维转向机构2、柔 性热关节3、锁紧释放机构4和多层隔热组件7；感应单元为太阳敏感器5，控 制单元为控制器6，驱动单元为二维转向机构2；辐射冷板1散热表面附有涂层， 非散热表面包覆多层隔热组件7，辐射冷板1与二维转向机构2连接，二维转向 机构2固定在空间光学遥感器上；柔性热关节3的低温端与辐射冷板1导热连 接，柔性关节的高温端与空间光学遥感器内部的发热组件导热连接，太阳敏感 器5安装在空间光学遥感器上，控制器6安装在光学遥感器上，太阳敏感器5 与控制器6之间通过数据接口连接，锁紧释放机构4的锁紧端固定在空间光学 遥感器上，锁紧机构的释放端固定在辐射冷板1上。

所述多层隔热组件7为20单元隔热组件，每单元层隔热组件由一层双面镀 铝薄膜和一层涤纶网组成。

所述二维转向机构2能够实现0°到180°范围内往复摆动和-270°到+270°范 围内的轴向转动。

其中，感应单元为太阳敏感器5，采用基于CMOS APS的视场复用型数字式 太阳敏感器5，控制单元为控制器6，控制器6与太阳敏感器5之间通过RS422 接口连接，控制单元与驱动单元之间通过内部电缆连接，控制单元与空间光学 遥感器电子学系统之间通过内部电缆连接，驱动单元为二维转向机构2，实现辐 射冷板1的摆动和转动。

本发明的工作原理：通过太阳敏感器5检测出太阳相对于辐射冷板1的方 位角，并把检测出的信息传给控制器6，控制器6获得的数据信息转换为辐射冷 板1的坐标系角度，并计算出辐射冷板1需要摆动和转动的角度，并发送指令 给二维转向机构2，二维转向机构2驱动辐射冷板1运动到相应位置。柔性关节 的作用是实现二维转动过程中的热量传递。

其中，辐射冷板1的材料为铝合金，柔性关节采用柔性管道，如柔性热管、 波纹管，或者采用柔性导热索，如铜导索、铝导热条，二维转向机构2是本发 明的核心部件，驱动元件选择步进电机，传动元件选择谐波减速器，测量元件 选择编码器或者旋转变压器，锁紧释放机构4可采用常用的火工品解锁装置， 也可以采用非火工品解锁装置，如形状记忆合金丝驱动的解锁装置。