纳卫星轨道热环境仿真分析

轨道热环境分析对于纳卫星热控系统的设计与仿真研究具有重要意义。针对进行纳卫星轨道热环境分析的关键问题,通过详细的数学分析,建立起计算简单、便于应用的纳卫星本体质心坐标系内的太阳向量、地球向量的仿真计算模型,以及外热流分析所必需的其它时变空间几何参数的计算方法,满足了纳卫星热控系统的在轨仿真计算中快速、简便的进行太阳辐照、地球辐照、地球反照等外热流计算的客观需要,进而应用上述模型和方法对一椭圆轨道近地空间探测纳米卫星的轨道热环境进行了仿真计算,并对其结果进行了详细的分析与讨论。     

月地高速再入返回器热控设计及实现

针对月地高速再入返回器不同阶段大功率散热、小功率保温与高速返回过程中高温隔热之间的突出矛盾,以及狭小、局促空间内设备热量的收集、传输、排散与阻断等技术难题,首次构建一种基于柔性自适应"热开关"的小型再入返回类航天器热控体系,成功研制出一套基于异构式环路热管的一体化柔性、高效热管理系统.在轨飞行数据表明:核心热控产品环路热管控温运行模式下实际传热能力超过65 W,阻断模式下漏热量小于2 W,"热导比"大于30,能够很好地实现"热开关"功能,确保了返回器所有设备的温度水平优于指标要求.     

高空高速飞行器飞行环境物理仿真研究

针对飞行时间短、速度和高度变化快、工作环境又十分严酷的飞行器，结合航空和航天领域现有相关技术，提出了适合于高空高速飞行的地面物理仿真试验方法——瞬态热平衡物理仿真试验技术。其中，气动热环境下蒙皮表面温度的计算机仿真和物理仿真是瞬态热平衡物理仿真试验技术的中心环节。阐明了把蒙皮表面温度仿真结果作为试验控制参数的思想，并着重介绍了高空高速飞行过程中蒙皮表面温度的动态仿真方法、物理仿真方法以及基于模糊控制的温度控制策略等关键问题，尤其是通过仿真实例分析了基于工程预测方法的动态仿真过程。     

太阳同步卫星在轨运行温度预测

太阳同步卫星是一种常见的卫星，对它进行实时的温度预测具有极重要的作用。文章在分析了卫星轨道外热流和平均温度的周期分布后，对其温度进行了实时预测。由于采用相邻的两圈预测下一圈的温度分布，因此可以作为卫星热故障诊断的依据，避免了误差的积累。通过飞行试验，证明该方法具有很强的可信度。     

旅客机新型座舱空气质量控制系统仿真研究

旅客机座舱空气质量关系到机组成员和乘客的安全、健康和舒适,座舱内空间狭小,人员密集,旅客不能按意愿随意走动,因此座舱空气质量与地面建筑环境不同。针对旅客机独特的座舱环境,提出一种新型的主动与被动控制策略相结合的座舱空气质量控制系统。为研究空气质量控制系统的效果,通过合理的分析与简化,应用集总参数法建立了座舱空气质量变化的动态特性模型,根据动态特性模型对座舱空气质量控制策略进行了仿真分析,仿真结果表明:新型座舱空气质量控制策略可以起到降低座舱空气质量变化幅度、改善旅客机座舱空气质量的作用。     

航天器热控系统的可靠性设计与分析

针对国内外航天器热控制、热管理技术的发展现状,在详细调研各种航天器热控系统组成原理与功能实现方式的基础上,从可靠性的角度出发,归纳、总结了航天器热控系统中串联、并联、表决、储备四种常见的可靠性设计模式及其相应的可靠性分析计算模型,介绍了其在空间站、月球探测系统、火星探测系统等典型航天器上的应用范例,为进一步的航天器热控系统可靠性设计方法与理论分析奠定了基础。     

不同真空度下多层隔热组件传热性能的实验研究

针对月地高速再入返回飞行器在轨面临长期中真空环境的特殊挑战,热控设计需要评估不同真空度下多层隔热组件的传热性能差异.采用一维绝热型边界测试方法,对5单元、10单元、15单元与20单元多层隔热组件,在0.001~10000 Pa开展了传热性能的实验研究.根据测试数据,计算了不同真空度下的当量导热系数,在整器热分析模型中优选当量导热系数来计算整器温度水平,并利用正样热平衡试验和在轨温度遥测值验证了该方法的正确性.本文的测试结果不仅可为返回器提供基础数据,还可成为多层隔热组件不同真空条件下航天器热设计、热分析的重要依据.     

基于纳米光催化的旅客机座舱新型空气净化系统

旅客机座舱空气质量关系到机组成员和乘客的安全、健康和舒适；座舱内空间狭小，人员密集，空气质量与地面建筑环境不同。针对旅客机的座舱环境，提出了基于纳米光催化的新型座舱空气净化系统；与传统的高效过滤器/活性炭复合净化装置相比，纳米光催化装置全寿命期费用非常低，不仅能控制座舱内挥发性有机污染物，还能净化座舱内的微生物，有助于旅客机环境控制系统减小新风量，节省能耗，降低飞机成本。     

旅客机座舱湿度动态特性及控制策略研究

旅客机高空巡航时,座舱内相对湿度很低。为研究飞行过程中旅客机座舱湿度的动态特性,通过合理的分析与简化,应用集总参数法建立了座舱湿度的动态特性模型,给出了加湿系统调节阀的数学模型,并根据模型对整个飞行过程中座舱湿度的动态特性和加湿系统的控制策略进行了仿真研究。仿真结果表明:巡航过程中,旅客机座舱相对湿度低于美国采暖、制冷与工程师协会所规定的最低舒适标准20%～30%,需对座舱进行加湿;采用模糊控制策略的加湿系统具有稳定、超调小的特点,优于传统的PID控制策略,能很好地满足旅客机座舱加湿的要求。