一種臨近空間浮空器熱控系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著臨近空間飛行器技術(shù)的不斷發(fā)展，大功耗電子設(shè)備在浮空器上的應(yīng)用將是大勢所趨，然而由于臨近空間獨特的空間熱環(huán)境，使得臨近空間熱控系統(tǒng)不同地面動力設(shè)備，也不同于大氣層外飛行器，因此本文結(jié)合20km高度處一種浮空器的載荷與環(huán)境情況，對該浮空器的熱控系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)研究。 首先，對臨近空間熱環(huán)境特性與0～20km大氣熱物性參數(shù)進(jìn)行歸納分析。結(jié)果表明20km高度處大氣環(huán)境穩(wěn)定，終年晝夜溫差變化較小，并總結(jié)了0～20km空間大氣的熱物性參數(shù)在

2、本文研究溫度壓力范圍內(nèi)的變化規(guī)律；隨后根據(jù)浮空器載荷艙的內(nèi)外環(huán)境特點建立正確的載荷艙熱平衡模型，提出對流與輻射熱控方案，在相同熱載荷的工況下，對兩種熱控方案的能耗、重量、穩(wěn)定性等進(jìn)行分析，結(jié)果表明采用對流熱控方案優(yōu)于輻射熱控方案。 其次，對20km高空浮空器載荷艙對流熱控方案進(jìn)行設(shè)計與分析。在確定熱控環(huán)路系統(tǒng)設(shè)計指標(biāo)的基礎(chǔ)上，給出滿足環(huán)控指標(biāo)熱控系統(tǒng)方案的最終設(shè)計結(jié)果，并計算熱控系統(tǒng)液側(cè)流動阻力、空氣側(cè)風(fēng)機(jī)風(fēng)速為相應(yīng)部件選型提供

3、依據(jù)，給出整個熱控系統(tǒng)高空穩(wěn)定運(yùn)行時乙二醇水溶液的工作點溫度：接著對熱控系統(tǒng)地面運(yùn)行進(jìn)行分析，得到系統(tǒng)地面實驗運(yùn)行時內(nèi)外環(huán)境的必要控制條件；隨后對浮空器熱控系統(tǒng)的升空與下降進(jìn)行數(shù)值模擬，結(jié)果表明文中選定的控制條件能夠滿足升空與下降過程中系統(tǒng)的環(huán)控要求；最后核算熱控系統(tǒng)的重量與能耗，滿足系統(tǒng)設(shè)計要求。 最后，對保壓艙內(nèi)溫度場與流場的分布進(jìn)行數(shù)值模擬研究。對于保壓艙內(nèi)電子設(shè)備采用不同布局方案進(jìn)行數(shù)值模擬，結(jié)果表明合理的布局方案能夠明