低轨通信卫星箱式构型设计与散热能力分析

作者：吴优; 孔林^*; 孙强强; 谭陆洋

来源：哈尔滨工业大学学报, 2022, 54(12): 87-94.

• 低轨通信卫星
• 空间外热流
• 倒梯形构型
• 延展板
• 热管网络

为提高低轨通信卫星散热效率，降低卫星平台质量，通过分析卫星在轨飞行时各个蜂窝板外热流特点，提出一种以热管为传导网络的倒梯形延展板箱式构型。首先，根据低轨通信卫星在轨外热流积分平均值，通过数值计算得到各蜂窝板平均散热能力，并对比两种箱式构型散热能力。其次，为保证各蜂窝板温度均匀，设计了由预埋热管和外敷热管组成的热管网络，强化蜂窝板内和蜂窝板间热耦合特性。最后，某型低轨通信卫星采用倒梯形延展板构型方案，并对卫星进行高低温热平衡试验验证。研究结果表明：在相同面积条件约束下，与正梯形构型相比，倒梯形延展板构型+X蜂窝板散热能力提升36.3%,-X蜂窝板散热能力提升36.4%,+Z蜂窝板散热能力提升10.2%,-Z蜂窝板散热能力提升98.6%,整星散热能力提升34.6%;热平衡试验结果表明，在高低温工况下所有设备满足温度指标要求，整星满足2 200 W热耗散热能力需求，其中+Z板相控阵天线峰值热耗为870W,证实了基于热管网络的倒梯形延展板箱式构型的可行性。