批产卫星热设计验证方法

摘要

本发明涉及一种批产卫星热设计验证方法，属于航天器热控制技术领域。首先选择同平台首发星进行热平衡试验后获得设计技术状态下各平台卫星热平衡试验基础温度数据，然后统计后续每颗卫星内仪器设备实测热耗数据、热真空试验中仪器设备在高温工况温度和低温工况温度数据，再利用首发星热平衡试验温度数据，对热仿真分析模型中的设备安装接触传热系数进行改进和优化，使仿真模型符合卫星的实际技术状态，最后以首发星的试验数据为基准，比对后续卫星同等仪器设备的实测热耗以及热真空试验温度与首发星的差别对后续卫星热设计适应性进行评价。本发明取消了同平台后续卫星热平衡试验验证，优化卫星研制流程。

主权项

批产卫星热设计验证方法，其特征在于验证步骤如下：第一步：对同平台卫星的第一颗卫星进行整星热平衡试验，此星简称首发星，试验模拟卫星在轨真实飞行状态下高温和低温工况，对卫星的热设计进行验证，验证卫星热设计能否保证卫星在轨飞行工作温度要求，获得设计技术状态下卫星内部每台仪器设备的最低平衡温度和最高平衡温度；如果卫星内部每台仪器设备的最低平衡温度、最高平衡温度均在设计要求范围内，则视为首发星热设计合格，并执行第二步；如果卫星内部每台仪器设备的最低平衡温度或最高平衡温度超出设计要求范围，则视为热设计不合格，需改进热设计直至合格后执行第二步；第二步：统计首发星内仪器设备验收测试所得实际热耗数据和首发星整星热真空试验中仪器设备在高温工况温度和低温工况温度数据，作为后续卫星评价基准；第三步：在卫星有限元热分析仿真模型基础上，利用第一步获得的首发星整星热平衡试验温度数据，对热仿真分析模型中的设备安装接触传热系数取值进行改进和优化，使得仿真模型符合卫星的实际技术状态，供后续热设计合格判定使用；第四步：后续卫星热设计合格判定准则：统计后续卫星内仪器设备验收测试所得实际热耗数据，并与第二步中所述首发星内对应的仪器设备的实际热耗数据进行比对；再统计后续卫星各仪器设备在热真空试验中高温工况温度和低温工况温度数据，并与第二步中所述首发星内对应的仪器设备的高温工况温度和低温工况温度数据进行比对；如果后续星与首发星内所有对应的仪器设备的实际热耗数据比对变化程度不超过±10%，且热耗超过5W的仪器设备热真空试验温度变化≤5℃或热耗小于5W及无热耗仪器设备≤3℃，视为后续卫星状态与首发星一致，则后续卫星仪器设备最低平衡温度、最高平衡温度同样也在设计要求范围内，判定后续星的热设计合格；如果实际热耗数据比对变化程度不超过±10%，但在热真空试验中高温工况温度和低温工况温度数据比对中，热耗超过5W的仪器设备热真空试验温度变化＞5℃或热耗小于5W及无热耗仪器设备热 真空试验温度变化＞3℃，需对超限设备按设计要求进行重新安装，直至安装后的仪器设备满足温度变化要求的范围；如果后续星与首发星内所有相同仪器设备的实际热耗数据比对变化程度超过±10%，用第三步中改进和优化后的热仿真模型进行分析并对仪器设备进行热设计改进，直至改进热设计后的仪器设备满足实际热耗数据比对变化程度超不过±10%的要求，然后对热设计改进后仪器设备的热真空试验高温工况温度和低温工况温度数据比对，热耗超过5W的仪器设备热真空试验温度变化≤5℃或热耗小于5W及无热耗仪器设备热真空试验温度变化≤3℃，视为后续卫星仪器设备改进热设计后的最低平衡温度、最高平衡温度同样也在设计要求范围内，判定改进热设计合格；如果，热耗超过5W的仪器设备热真空试验温度变化＞5℃或热耗小于5W及无热耗仪器设备热真空试验温度变化＞3℃，判定仪器设备的安装不符合设计要求，需对超限设备按设计要求进行重新安装，安装后的仪器设备满足热设计改进后的热真空试验温度变化要求；第五步：当整星内所有仪器设备被判定合格以后，视为后续卫星的热设计合格；同平台后续卫星取消热平衡试验验证。