空间低温冷屏蔽系统及表面温度分布研究

张周卫　厉彦忠　陈光奇　汪雅红

摘要：提出一种“空间冷屏蔽系统”模型，通过空间深冷剂的相变制冷可使空间飞行器表面温度低于100K，30min内使表面红外辐射强度低于0.5w／m²；进而建立三维气液分离储液模型，并对分层储液结构进行单元传热数值模拟，分析单元模型的不同传热边界条件，将换热经验关联式应用于稳态传热数值模拟过程，从而获得冷屏表面温度及热流随液位变化的分布规律；然后建立单元实验模型并进行实验分析，模拟计算及实验结果表明：当分层储液高度小于100mm时，实验温度梯度与数值模拟结果相似；实验系统的表面温度在地面15min以内、空间30min以内可以满足低温红外辐射特征要求；太阳能辐射强度和毛细材料对表面温度分布的均匀性及液氮维持时间有一定的影响。