[发明专利]空间光学遥感器热试验外热流模拟系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于空间光学遥感器环境试验技术领域，具体涉及一种空间光学遥感器热试验外热流模拟系统及方法。

背景技术

空间光学遥感器是一种应用广泛的航天器，其在轨运行期间需要面临严酷的空间环境的考验，空间外热流的剧烈变化会造成遥感器温度的波动和不均匀，所以需要合理有效的热控制技术，来保障遥感器在轨工作期间始终处于适宜的温度范围之内。

在空间遥感器的研制过程中，充分的地面环境试验验证是十分必要的工作内容，地面的环境试验必须模拟在轨的空间轨道环境，包括冷黑背景、高真空以及空间环境复杂的外热流条件等，其中外热流模拟是热试验的关键环节，其模拟的准确性对热试验结果的可靠性和有效性有重要影响，同时模拟组件的复杂程度与热试验的成本和周期也有很大关联。

现有技术中，空间光学遥感器外热流的模拟方法可分为非接触式和直接接触式两大类，非接触式包括太阳模拟器、红外灯阵、红外加热笼等，其中太阳模拟器、红外灯阵系统相对复杂，同时对试验设备的要求也相对较高；红外加热笼易于实现，但是对于表面形状复杂的遥感器，难以实现良好的形状适应性，并且也难以实现精确的热流模拟；直接接触式以电加热方式为代表，包括电加热器、电加热带等，具体是将加热装置粘贴于遥感器表面，对加热装置直接进行供电加热，此种方式模拟的误差可以控制的很小，精度较高，但是会破坏遥感器的表面真实状态，不适用于鉴定或正样产品的研制。

发明内容

本发明的目的在于解决现有接触式空间光学遥感器外热流模拟系统和方法破坏遥感器的表面真实状态的技术问题，提供一种空间光学遥感器热试验外热流模拟系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下。

空间光学遥感器热试验外热流模拟系统，包括电加热器、多层隔热组件、空间环境模拟器、空间光学遥感器、电缆和程控电源，所述多层隔热组件包覆在空间光学遥感器的表面上，所述包覆多层隔热组件的空间光学遥感器放置在空间环境模拟器内，所述电加热器通过电缆与程控电源连接，还包括，单面镀铝聚酯薄膜，所述电加热器和单面镀铝聚酯薄膜从内至外依次固定在多层隔热组件最外层镀铝聚酯薄膜的外表面上，单面镀铝聚酯薄膜的镀铝面与多层隔热组件最外层接触。

进一步的，所述空间环境模拟器内设有支撑架，空间光学遥感器放置在支撑架上。

进一步的，所述电加热器和单面镀铝聚酯薄膜均为多个，且一一对应；更进一步的，多个电加热器在多层隔热组件最外层镀铝聚酯薄膜上均匀分布。

进一步的，所述电加热器和单面镀铝聚酯薄膜均采用粘贴固定。

空间光学遥感器热试验外热流模拟方法，包括以下步骤：

步骤一、通过软件计算包覆多层隔热组件的空间光学遥感器在轨的吸收外热流；

步骤二、在上述多层隔热组件最外层镀铝聚酯薄膜的外表面上从内至外依次固定电加热器和单面镀铝聚酯薄膜，单面镀铝聚酯薄膜的镀铝面与多层隔热组件最外层接触，得到外热流模拟组件包覆的空间光学遥感器，然后将外热流模拟组件包覆的空间光学遥感器放置于空间环境模拟器中，并将电加热器通过电缆与程控电源连接；

步骤三、将步骤一得到的吸收外热流等效模拟为电加热器的加热功耗，利用程控电源对电加热器施加能够产生该加热功耗的输入电流，完成空间光学遥感器热试验外热流模拟。

进一步的，所述步骤二中，电加热器和单面镀铝聚酯薄膜均为多个，且一一对应，所述步骤三中，将多层隔热组件最外层镀铝聚酯薄膜的外表面按区域分割，并根据步骤一得到的吸收外热流计算各区域内吸收外热流值，然后将各区域内吸收外热流值分别等效模拟为该区域内电加热器的加热功耗，利用程控电源分别对各区域内的电加热器施加能够产生该区域加热功耗的输入电流，完成空间光学遥感器热试验外热流模拟；更进一步的，多个电加热器在多层隔热组件最外层镀铝聚酯薄膜上均匀分布。

进一步的，所述软件为NX或者I-DEAS。

进一步的，所述电加热器和单面镀铝聚酯薄膜均采用粘贴固定。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明的空间光学遥感器热试验外热流模拟系统通过多层隔热组件最外层镀铝聚酯薄膜外表面的电加热器直接施加功耗，再结合高精度程控电源，通过控制电加热器输入电流可以精确模拟吸收外热流；且电加热器粘贴于多层隔热组件内部，不影响多层隔热组件的表面状态和隔热性能，可以适应从空间光学遥感器热控样机到正样产品各个阶段的地面热试验；外热流模拟组件依附于多层隔热组件，具有非常好的形状适应性，尤其适用于表面形状复杂的航天器；