[发明专利]空间液滴辐射器的结构

说明书

本发明提供了一种空间液滴辐射器的结构，包括液滴发射器、液体输送管路、液滴接收器以及金属细丝阵列，所述液滴接收器通过液体输送管路连接液滴发射器，所述金属细丝阵列设置在液滴发射器和液滴接收器之间并沿液体输送管路的周向布置，所述液体输送管路和金属细丝阵列之间形成喷滴空间，液滴接收器连接有收集与外送系统，所述液体通过液体输送管路被输送到液滴发射器中且液体被从液滴发射器中喷出后形成液滴经喷滴空间后收集到收集与外送系统中，金属细丝阵列与液滴均为带电体且所带电荷的极性相同，本发明利用电场力对液滴的飞行路径进行控制，提高了液滴辐射器对航天器加速和在轨机动的抵御能力，具有系统质量小，可靠性高等优势。

技术领域

本发明涉及航天热控技术领域，具体地，涉及一种空间液滴辐射器的结构。

背景技术

现有的液滴辐射器最早由Mattick等人(Mattick A.T.and Herzberg A.,LiquidDroplet Radiators for Heat Rejection in Space,Energy to the 21st Century,Vol.1,1980,AIAA,New York,1980:143-150)进行了明确的技术设计和方案论述。相对于传统的面板式固体辐射器，液滴辐射器采用在真空环境下不易挥发的油类液体作为载热体通过换热器吸热，然后在宇宙空间内定向雾化喷射形成大量直径和质量均很小的油液滴，借助巨量的液滴数和相应的巨大辐射面积，液滴在飞行过程中发生辐射冷却，最后通过回收装置将辐射冷却以后的液滴回收，重新进入换热器中吸热。

例如专利文献RU2224199C2公开的喷射式空间发射器，这种液滴辐射器的优点是抛弃了沉重和庞大的面板和导热器件，能实现高效和轻质的散热效能，同时在面对微小流星和小型太空垃圾等异物冲击的情况下不易受损，具有良好的可靠性。虽然单个液滴束流在高真空和微重力的环境下具有良好的方向性，但是液滴辐射器所喷出的液滴群，其整体的运动方向和飞行速度严重依赖发射喷嘴的加工精度和一致性，否则会导致液滴群内出现方向发散，液滴撞击和凝聚，影响散热和回收效率，即液滴的大小和速度完全取决于驱动泵的扬程、流量和发射器小孔的设计。由于小孔较小，流动阻力很大，对泵的功率要求较高。而且飞行方向的准确性和一致性对小孔的加工水平也非常严格。而且液滴在空间作惯性自由飞行，在航天器进行加速和在轨机动的时候不可避免地偏离回收装置，导致无法全部回收而出现液体损失和对航天器产生干扰力。

此外，现有的液滴辐射器主要依靠线性收集器和泵驱动的辅助液膜对飞行的液滴进行捕获。由于收集器面积较小，在捕获过程中液滴的运动状况具有很大的不确定性，容易发生相互碰撞和飞溅，导致液体发生损失。

再如在1980年由美国航天航空学会出版的《能源转换国际会议论文集》，由Mattick A.T.and Herzberg A.提出的用于空间散热的液滴散热器，第143-150页中，液滴由机械振动压力、空腔和小孔阵列产生并加速，该设计也会导致液滴无法全部回收而出现液体损失和对航天器产生干扰力。

因此，为了克服以上存在的技术不足，有必要提供一种改进的液滴辐射器，使液滴飞行的更加稳定可控，液滴的回收更加可靠高效，从而提升液滴辐射器的工程可行性，加快液滴辐射器的空间应用和推广。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种空间液滴辐射器的结构。

根据本发明提供的一种空间液滴辐射器的结构，包括液滴发射器、液体输送管路、液滴接收器以及金属细丝阵列；

所述液滴接收器通过液体输送管路连接所述液滴发射器；

所述金属细丝阵列设置在液滴发射器和液滴接收器之间并沿所述液体输送管路的周向布置，所述液体输送管路和金属细丝阵列之间形成喷滴空间；

所述液滴接收器连接有收集与外送系统，所述液体通过液体输送管路被输送到液滴发射器中且所述液体被从液滴发射器中喷出后形成液滴经喷滴空间并最终收集到所述收集与外送系统中；