[发明专利]一种高轨大口径光学遥感器入光口外热流模拟方法

摘要

本发明提供了一种高轨大口径光学遥感器入光口外热流模拟方法，采用基于电加热器的吸收热流法代替了基于太阳模拟器的入射热流法；本发明为大口径光学遥感器空间热流模拟提供一种经济、有效、可实现性高的模拟方法，电加热器可直接粘贴在有辐射热流的部件上，可满足不同口径光学遥感器的需求，不受太阳模拟器光斑尺寸以及真空环境模拟室尺寸的限制。本发明解决了高轨大口径光学遥感器遮光罩空间热流模拟问题，且该模拟方法简单有效，工程可实现性高。

主权项

1.一种高轨大口径光学遥感器入光口外热流模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、根据光学遥感器遮光罩实际尺寸以及可用太阳模拟器有效覆盖范围制作缩比遮光罩(4)，将缩比遮光罩(4)置于真空环境模拟室(1)内太阳模拟器光斑范围内，真空低温环境下，开启太阳模拟器为一个太阳常数直至缩比遮光罩(4)各个测温点均达到稳定，获得缩比遮光罩(4)的温度场分布；所述步骤一中真空低温环境指压力低于1×10‑3Pa，温度低于100K；步骤二、建立缩比遮光罩(4)的热仿真分析模型B1，所述热仿真分析模型B1中包括环境条件和轨道条件，环境条件与步骤一中相同，轨道条件与实际运行轨道条件相同，并保证太阳光与缩比遮光罩(4)的光轴夹角与遮光罩光轴与太阳光夹角α相同；计算获得热仿真分析模型B1的温度场分布，修正热仿真分析模型B1使得热仿真分析模型B1的温度场与步骤一中获得的缩比遮光罩(4)的温度场分布一致；步骤三、计算热仿真分析模型B1遮光罩各部位吸收太阳辐射热流密度，根据热流密度分布规律对缩比遮光罩(4)进行分区，计算各分区吸收的热流量；步骤四、去除热仿真分析模型B1中的步骤二中轨道设置并保留环境条件，建立缩比遮光罩(4)的热仿真分析模型B2，用热载荷的方式模拟电加热器(5)的加载量，加载量与步骤三中获得的各分区吸收的热流量一致；计算获得热仿真分析模型B2温度场分布，通过调整分区和分区内相应电加热器(5)的功耗，使得热仿真分析模型B2温度场分布与步骤二中获得的热仿真分析模型B1的温度场分布一致，获得分区及各分区内电加热器(5)的功耗；步骤五、去除热仿真分析模型B2中的环境条件，保留步骤四中各分区内电加热器(5)的功耗，获得热仿真分析模型B3，计算获得热仿真分析模型B3的温度场分布；步骤六、根据热仿真分析模型B3加载功耗的分区在缩比遮光罩(4)外面粘贴热流模拟的电加热器(5)，每个分区电加热器(5)的功耗与步骤三中计算获得的各分区吸收的热流量一致；将缩比遮光罩(4)以步骤一中的位置和角度置于真空环境模拟室(1)内，进行基于电加热器(5)分区的吸收式热流模拟真空热试验，获得缩比遮光罩(4)的温度场分布并与步骤五中获得的热仿真分析模型B3温度场分布对比；步骤七、根据缩比遮光罩(4)热仿真分析模型B1建立遮光罩的热仿真分析模型B’，设置轨道参数，计算获得遮光罩的太阳辐射热流分布，并以缩比遮光罩(4)热仿真分析模型B3的电加热器(5)分区方法对遮光罩进行分区，并根据热仿真分析模型B’的热流分布结果计算各个分区总的辐射热量；步骤八、根据步骤七中热仿真分析模型B’计算获得的电加热器(5)分区以及功耗在遮光罩上进行电加热器(5)粘贴和功耗加载，模拟遮光罩的外热流。