(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010621297.9
(22)申请日 2020.06.30
(71)申请人 北京空间飞行器总体设计部
沥青电加热器地址 100094 北京市海淀区友谊路104号
(72)发明人 殷亚州 付伟纯 杨琦 韩东阳
肖朋 江利锋 余雷 张新伟
(74)专利代理机构 中国航天科技专利中心
11009
代理人 徐晓艳
(51)Int.Cl.育苗袋
B64G 1/58(2006.01)
(54)发明名称
永磁接触器
(57)摘要
本发明涉及一种用于航天器增加隔热效果
的多层隔热组件系统，包括第一多层隔热组件、
第二多层隔热组件；第一多层隔热组件、第二多
层隔热组件先后包覆在被隔热航天器结构的外三板模
表面，第一多层隔热组件与被隔热航天器结构表
面贴合；第一多层隔热组件、第二多层隔热组件
之间保持一定间隙。本发明解决了现有航天器热
控设计中因反射屏之间接触导热造成多层隔热
组件隔热不充分，以及为加强多层隔热组件隔热
效果而增加结构套筒等大型结构件导致热控设
计尺寸和重量超限的问题。权利要求书2页 说明书5页 附图3页CN 111891408 A 2020.11.06
C N 111891408
A编织袋折边器
1.一种用于航天器增加隔热效果的多层隔热组件系统，其特征在于包括第一多层隔热组件、第二多层隔热组件；
第一多层隔热组件、第二多层隔热组件先后包覆在被隔热航天器结构的外表面，第一多层隔热组件与被隔热航天器结构表面贴合；第一多层隔热组件、第二多层隔热组件之间保持一定间隙。
2.根据权利要求1所述的一种用于航天器增加隔热效果的多层隔热组件系统，其特征在于第一多层隔热组件和第二多层隔热组件通过销钉和与之适配的压片支撑和固定； 所述销钉上沿轴向方向的外周依次设有三个环形结构的卡槽，记为第一卡槽、第二卡槽和第三卡槽；压片为径向带有缺口的环形片状结构，压片的内径与第一卡槽、第二卡槽和第三卡槽处销钉的外径匹配，错开压片缺口能够将压片嵌入卡槽中；第一卡槽中嵌入第一压片，用于被隔热航天器结构表面固定第一多层隔热组件；第二卡槽中嵌入第二压片，用于隔开第一多层隔热组件和第二多层隔热组件，同时支撑第二多层隔热组件；第三卡槽中嵌入第三压片，用于固定第二多层隔热组件。
3.根据权利要求1所述的一种用于航天器增加隔热效果的多层隔热组件系统，其特征在于所述第一多层隔热组件和第二多层隔热组件均按照一层反射屏和一层间隔层叠加铺设，铺设的多层隔热组件层数满足隔热要求后，在最上层铺设一层加厚反射屏。
4.根据权利要求1所述的一种用于航天器增加隔热效果的多层隔热组件系统，其特征在于所述第一多层隔热组件和第二多层隔热组件的反射屏和间隔层，在不超过120℃使用环境中分别采用双面镀铝聚酯膜和涤纶网，在120℃～300℃使用环境中分别采用双面镀铝聚酰亚胺膜和涤纶网，在超过300℃的使
用环境中分别采用镍箔和高硅氧玻璃纤维布。
5.根据权利要求1所述的一种用于航天器增加隔热效果的多层隔热组件系统，其特征在于所述多层隔热组件有减重要求时，可适当增加相邻反射屏之间间隔层数量、同时减少多层隔热组件总反射屏数量。
6.根据权利要求2所述的一种用于航天器增加隔热效果的多层隔热组件系统，其特征在于所述销钉和压片均采用导热系数低于20W/(m·K)的低导热材料制成。
7.根据权利要求2所述的一种用于航天器增加隔热效果的多层隔热组件系统，其特征在于所述销钉的总高度L满足如下条件：作用于第三卡槽处的9.8N水平拉力作用下，销钉不脱落。
8.根据权利要求2所述的一种用于航天器增加隔热效果的多层隔热组件系统，其特征在于所述销钉上第一卡槽与第二卡槽之间的间距L2的取值范围为：
(Φ孔-Φ)2+2S(Φ孔-Φ)≤L2≤L-(L1+L3+R+H+3σ)
其中，Φ孔为多层隔热组件的开孔直径；Φ为销钉的直径；S为相邻两个销钉之间的距离，L1为第一多层隔热组件安装区域对应销钉高度，L3为第二多层隔热组件安装区域对应销钉高度，σ为卡槽高度，R为端部球面半径，H为销钉安装底座厚度和销钉球头沿销钉高度之和。
9.根据权利要求2所述的一种用于航天器增加隔热效果的多层隔热组件系统，其特征在于所述销钉上第一多层隔热组件安装区域对应销钉高度L1和第二多层隔热组件安装区域对应销钉高度L3为对应位置的第一多层隔热组件和第二多层隔热组件厚度的基础上的加工余量增加1mm。
10.根据权利要求2所述的一种用于航天器增加隔热效果的多层隔热组件系统，其特征在于所述销钉上卡槽直径比销钉直径小1.3mm～1.7mm，卡槽高度0.5mm～1mm；压片与卡槽的适配关系为：压片内径介于卡槽直径与销钉直径之间，最优为两者的中间值；压片外径与销钉安装底座外径相等；压片厚度比卡槽高度小0～0.2mm。
一种用于航天器增加隔热效果的多层隔热组件系统
技术领域
[0001]本发明属于航天器热控制领域，涉及一种用于航天器增加隔热效果的多层隔热组件系统。
背景技术疫苗伴侣
[0002]航天器热控设计中，通常采用包覆多层隔热组件的隔热方法，实现航天器保温、或者减小外热流影响，从而实现航天器温度的相对稳定。
[0003]目前航天器热控制中常用的多层隔热组件由高反射率的反射屏和间隔层组成；安装方式一般采用一对分别固定在结构件和多层隔热组件的尼龙搭扣对粘，或者一个压片配合一个固定在结构件上销钉将多层隔热组件限定的方式。其隔热原理是利用反射屏的层层反射，对辐射热流造成很高的热阻，各反射屏之间利用间隔层尽量减少反射屏之间的接触，保持一定的真空度，使整个系统能够有效地隔热。但是随着航天器的功能日益复杂，温度控制的稳定性和一致性要求越来越高，采用高精度主动控温技术的同时，外部空间环境热流的影响对多层隔热效果的也提出了新的挑战，如某型号为了适应复杂多变的外界热环境，要求大尺寸相机主结构温度波动、温差必须在某一范围内，且外部包络尺寸以及重量要求不能够增加挡板结构进行多层的安装。采用一个组件的多层隔热系统，不同方向外热流差异造成的结构温差超过2℃，不能满足系统对温度的要求；外部增加挡板使得热控设计严重超出包络尺寸，且重量增加较多，不符合总体减重的要求。
发明内容
[0004]本发明解决的技术问题是：克服现有技术方案的不足，提供一种用于航天器增加隔热效果的多层隔热组件系统，解决现有航天器热控设计中因反射屏之间接触导热造成多层隔热组件隔热不充分，以及为加强多层隔热组件隔热效果而增加结构套筒等大型结构件导致热控设计尺寸和重量超限的问题。
[0005]本发明采用的技术解决方案是：一种用于航天器增加隔热效果的多层隔热组件系统，该多层隔热组件系统包括第一多层隔热组件、第二多层隔热组件；
[0006]第一多层隔热组件、第二多层隔热组件先后包覆在被隔热航天器结构的外表面，第一多层隔热组件与被隔热航天器结构表面贴合；第一多层隔热组件、第二多层隔热组件之间保持一定间隙。
[0007]第一多层隔热组件和第二多层隔热组件通过销钉和与之适配的压片支撑和固定；[0008]所述销钉上沿轴向方向的外周依次设有三个环形结构的卡槽，记为第一卡槽、第二卡槽和第三卡槽；压片为径向带有缺口的环形片状结构，压片的内径与第一卡槽、第二卡槽和第三卡槽处销钉的外径匹配，错开压片缺口能够将压片嵌入卡槽中；第一卡槽中嵌入第一压片，用于被隔热航天器结构表面固定第一多层隔热组件；第二卡槽中嵌入第二压片，用于隔开第一多层隔热组件和第二多层隔热组件，同时支撑第二多层隔热组件；第三卡槽中嵌入第三压片，用于固定第二多层隔热组件。
[0009]所述第一多层隔热组件和第二多层隔热组件均按照一层反射屏和一层间隔层叠加铺设，铺设的多层隔热组件层数满足隔热要求后，在最上层铺设一层加厚反射屏。[0010]所述第一多层隔热组件和第二多层隔热组件的反射屏和间隔层，在不超过120℃使用环境中分别采用双面镀铝聚酯膜和涤纶网，在120℃～300℃使用环境中分别采用双面镀铝聚酰亚胺膜和涤纶网，在超过300℃的使用环境中分别采用镍箔和高硅氧玻璃纤维布。[0011]所述多层隔热组件有减重要求时，可适当增加相邻反射屏之间间隔层数量、同时减少多层隔热组件总反射屏数量。
[0012]所述销钉和压片均采用导热系数低于20W/(m·K)的低导热材料制成。
[0013]所述销钉的总高度L满足如下条件：作用于第三卡槽处的9.8N水平拉力作用下，销钉不脱落；
[0014]所述销钉上第一卡槽与第二卡槽之间的间距L2的取值范围为：
[0015](Φ孔-Φ)2+2S(Φ孔-Φ)≤L2≤L-(L1+L3+R+H+3σ)
[0016]其中，Φ孔为多层隔热组件的开孔直径；Φ为销钉的直径；S为相邻两个销钉之间的距离，L1为第一多层隔热组件安装区域对应销钉高度，L3为第二多层隔热组件安装区域对应销钉高度，σ为卡槽高度，R为端部球面半径，H为销钉安装底座厚度和销钉球头沿销钉高度之和。
[0017]所述销钉上第一多层隔热组件安装区域对应销钉高度L1和二多层隔热组件安装区域对应销钉高度L3为对应位置的第一非多层隔热组件和第二多层隔热组件厚度的基础上的加工余量增加1mm。
[0018]所述销钉上卡槽直径比销钉直径小1.3mm～1.7mm，卡槽高度0.5mm～1mm；压片与卡槽的适配关系为：压片内径介于卡槽直径与销钉直径之间，最优为两者的中间值；压片外径与销钉安装底座外径相等；压片厚度比卡槽高度小0～0.2mm。
[0019]本发明与现有技术相比的有益效果是：
[0020](1)、本发明通过销定和压片配合实现的尺寸限定，完全隔绝了两个反射屏之间的接触导热，实现了多层隔热组件之间完全不接触，从而有效增加了多层隔热组件的隔热效果。
[0021](2)、本发明对于暴露在航天器外部的精密结构，避免了使用套筒、挡板等传统方式来隔绝外部热流的影响，大大降低了热控设计重量需求。
[0022](3)、本发明相对于常规销钉增加的高度不超过20mm，降低了热控设计的尺寸要求。
附图说明
[0023]图1是实现本发明的多层隔热组件的一种安装示意图；
[0024]图2(a)是实现本发明的销钉结构示意图；
[0025]图2(b)是实现本发明的与销钉适配的压片结构示意图；
[0026]图3(a)是实现本发明的一种销钉设计尺寸；
[0027]图3(b)是实现本发明的与图3(a)相适配的压片设计尺寸。
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