[发明专利]卫星在轨传热装置及其制造方法

说明书

本发明提供了一种卫星在轨传热装置及其制造方法，包括：柔性石墨导热带，被配置为由多个单层石墨膜组成，以使得石墨膜传递热源和热沉之间的热量；刚性结构，被配置为焊接在柔性石墨导热带的两端，作为受力支撑点；以及安装孔位，被布置在刚性结构上，用于与热源和/或热沉连接。

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，特别涉及一种卫星在轨传热装置及其制造方法。

背景技术

卫星在轨运行时，需要将载荷热耗传递至卫星散热面上保证卫星处于目标温度，载荷热源有时相对热沉之间有相对运动，要求散热通道有一定的柔性，并且在保证散热需求的同时，可承受一定量的拉伸、扭转、弯折等变形。传统传热方案使用柔性热管或者金属导热索实现柔性散热。

柔性热管或者金属导热索两端分别连接载荷热源和热沉，当载荷工作时，热量通过柔性热管或者金属导热索传递至热沉。传统传热方案对于卫星没有重量要求或载荷热源较小时可以满足需求，但当载荷热源较大、卫星重量要求严格，传统传热方案难以满足需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卫星在轨传热装置，以解决现有的当载荷热源较大、卫星重量要求严格，传统传热方案难以满足需求的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种卫星在轨传热装置，包括：

柔性石墨导热带，被配置为由多个单层石墨膜组成，以使得石墨膜传递热源和热沉之间的热量；

刚性结构，被配置为焊接在柔性石墨导热带的两端，作为受力支撑点；

安装孔位，被布置在刚性结构上，用于与热源和/或热沉连接。

可选的，在所述的卫星在轨传热装置中，

多个单层石墨膜层叠布置，多个层叠的单层石墨膜两端的端部通过胶水粘连成一体，以形成带状的柔性石墨导热带；

柔性石墨导热带按照热源与热沉之间的传热要求设置单层石墨膜的层数，其中单层石墨膜的厚度在10μm至70μm之间；

石墨膜的裸露部分包裹聚酰亚胺，以避免掉落微小石墨粉末对卫星造成影响；和/或

柔性石墨导热带由硬质铝盒包裹。

可选的，在所述的卫星在轨传热装置中，所述刚性结构包括接触区域和安装区域；

所述刚性结构为金属材料构成，所述刚性结构的形状为方形；

柔性石墨导热带与接触区域焊接；

所述安装区域具有安装孔位，安装区域通过穿过安装孔位并固定的螺纹结构与热源和/或热沉连接；

按照热源和/或热沉的导热需求设置安装区域和接触区域的面积比；

按照热源和/或热沉的材质设置安装孔位的孔径和螺纹结构的型号。

可选的，在所述的卫星在轨传热装置中，

将柔性石墨导热带的导热模型作为一维、稳态、常物性情况，则柔性石墨导热带导热能力由公式(1)推导：

ρ为柔性石墨导热带的密度，c为柔性石墨导热带的比热容，λ为柔性石墨导热带的导热系数，ρ、c、λ已知，由于柔性石墨导热带无内热源，且由于柔性石墨导热带的导热模型为稳态导热，即公式(1)简化为：

柔性石墨导热带长度为δ，热源为第二类边界条件，热沉为第一类边界条件，即：

对傅里叶公式(2)进行一次积分得到：