论文摘要：微小卫星热控系统设计及热分析建模技术研究

卫星热控系统是星上十分重要的保障系统之一，其性能之优劣，可靠性之高低直接影响到其他系统的工作状态及卫星的工作寿命。本文以北航微小卫星项目研制为背景，为满足星上设备在轨运行温度要求，对其热控分系统的设计进行研究。

卫星热控控制技术主要包括热设计、热分析和热试验技术，是一个反复进行设计与验证的迭代过程。综合目前国内外微小卫星的控制方法，以被动热控为主、主动热控为辅为指导，结合等温化和分舱热设计等思想，采用热控涂层、多层隔热材料和薄膜电加热片等主要热控措施，对北航微小卫星星内设备及星体结构展开详细的热设计。

为验证热设计的正确性，加工制作了热控星，建立了空间环境模拟室，对初样工程星进行了地面真空热模拟试验。试验包括热平衡试验与瞬态热试验，分别介绍了其试验原理、方法和试验数据的处理与分析等。利用有限元软件ANSYS建立该热控星的热分析模型并进行温度场数值仿真，其中将多层隔热材料看成是一种结构连续、性质均匀的固体。为提高建模的精度，利用瞬态试验数据，采用优化分析的方法，修正了多层隔热材料当量导热系数的取值，并用热平衡试验数据对修正结果进行验证。

最后借鉴热控星的修正模型对正样星进行在轨温度场数值仿真，主要包括高低温工况下的稳态分析和瞬态分析。得到了星内各设备在轨运行期间的最高温和最低温，并明确了主动热控的加热功率取值。与各设备的设计温度要求相对比表明，所采用的热设计方案能满足北航微小卫星的在轨运行温度要求。

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