[发明专利]用于气凝胶材料在轨隔热性能及老化特性测试的装置

说明书

本发明提供了一种用于气凝胶材料在轨隔热性能及老化特性测试的装置，包括基座以及安装于所述基座上的测试系统。其中，所述测试系统包括：冷端组件、热端组件、测试组件、样品隔热组件和样品固定组件；所述冷端组件作为向空间散热的通道，并与所述基座本体之间隔热安装；所述测试组件分别固化在冷热端组件的胶池结构内以及热端组件的外表面；所述样品隔热组件包覆在所述热端组件的外表面，并与所述冷端组件和所述热端组件共同形成用于充盈安装样本组件的空间；所述样品固定组件将所述测试系统内各部分进行整体固定。本发明结构简单、重量轻、体积小，可实现系统低功耗条件下热源可调可控的在轨高效集成测试效果。

技术领域

本发明涉及航天热控技术领域，具体地，涉及一种用于气凝胶材料在轨隔热性能及老化特性测试的装置。

背景技术

随着空间天文科学的发展，探寻“一黑、两暗、三起源”等航天器工程正逐步进入到项目研制阶段，此类载荷探测器的热稳定性指标相比于现有航天器热控技术水平高出至少两个量级，例如，空间引力波探测器对载荷提出了特定频段μK级的温度的稳定需求，需要研制出隔热性能好且长期稳定的隔热材料以实现超稳热环境。同时，随着金星、抵近太阳等深空项目的不断推进，航天器将面临外部更加复杂和恶劣的热流环境，最高的热通量可以达到10⁶W/m²量级，这对航天器系统的外部热控材料的隔热性能提出了更高的要求。

根据项目提出的实际需求，众多科研单位开展了新材料的研发工作。气凝胶材料具有轻质、耐高温、隔热好、易实施的特点，是下一代航天器新型隔热材料的重要选择之一，为解决以上科学问题提供了可行的技术路线。传统的材料试验通常在实验室或者真空环境模拟器中完成，无法提供长期的失重、深低温、高真空、辐照等空间环境条件。同时，在空间条件下，气凝胶的介孔特性与析气特性会受到失重及真空的影响，因而表现出独特的隔热性能及老化特性。目前，该材料在我国航天领域的应用尚处于起步阶段，没有充足的实践数据。因此，结合以上因素，有必要设计用于气凝胶材料隔热性能测试及老化特性试验的装置，使其在航天级工程化应用前进行专项在轨验证。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种用于气凝胶材料在轨隔热性能及老化特性测试的装置。

本发明提供的用于气凝胶材料在轨隔热性能及老化特性测试的装置，包括：基座以及可拆卸地安装于所述基座上的测试系统；其中：

所述基座包括：基座本体、基座安装隔热垫圈、多层隔热组件和基座内部热环境测温点；所述基座本体与航天器舱板之间通过所述基座安装隔热垫圈安装，所述多层隔热组件分别包覆在所述基座本体的外侧表面、内部表面以及所述基座本体之间的航天器舱板上，所述基座内部热环境测温点布置于所述基座本体的内部的多层隔热组件表面；

所述测试系统包括：冷端组件、热端组件、测试组件、样品隔热组件和样品固定组件；其中：

所述冷端组件作为向空间散热的通道，并与所述基座本体之间隔热安装；

所述测试组件分别固化在所述冷端组件和热端组件的胶池结构内以及热端组件的外表面；

所述样品隔热组件包覆在所述热端组件的外表面，并与所述冷端组件和所述热端组件共同形成用于充盈安装样本组件的空间；

所述样品固定组件将样本组件以及所述冷端组件、热端组件、测试组件和样品隔热组件进行整体固定。

优选地，所述基座本体包括如下任意一项或任意多项：

- 所述基座本体整体为圆形中空柱体结构，并采用铝合金材料制备得到；

- 所述基座本体外侧面配置电加热器与温度测点，通过对所述基座本体进行闭环温度控制，实现所述基座本体的环境温度控制功能。