《航天器热控制》

绪论1

第一章辐射换热基础5

1-1 基本概念和定义5

1-2 热辐射基本定律10

1.普朗克定律10

2.维恩定律11

3.斯忒藩-玻耳兹曼定律12

4.克希霍夫定律13

5.朗伯余弦定律15

1-3 物体间的辐射换热16

1.任意两黑体间的辐射换热17

2.凹表面的总辐射流19

3.包围体的辐射换热20

4.多体之间的辐射换热22

5.辐射屏的换热24

1-4 辐射换热计算的网络分析法25

1.分析法30

1-5 辐射角系数计算30

2.图解法34

第二章空间环境与航天器热平衡53

2-1 宇宙真空和低温54

2-2 太阳辐射55

1.太阳能辐射密度55

2.太阳辐射光谱56

2-3 地球和其它行星环境60

1.地球一些基本参数60

2.地球大气层61

3.地球-大气层的热辐射和反照65

4.近地空间的粒子辐射69

5.月亮和行星环境73

2-4 航天器在宇宙空间的热平衡74

第三章航天器的被动热控技术82

3-1 热控涂层83

1.物体表面的辐射率和吸收率84

2.热控涂层的分类86

3.新型涂层93

4.热控涂层的使用原则99

3-2 多层隔热材料104

1.多层隔热系统的基本隔热原理105

2.多层隔热系统的组成109

3.影响多层隔热系统隔热性能的因素110

4.多层隔热系统的设计考虑129

3-3 热管137

1.工作原理138

2.最大热流和工作限144

3.热管在航天器上的应用147

4.热管的选择151

3-4 相变材料热控及相变致冷152

1.相变材料热控系统的热分析153

2.相变材料的性质157

3.相变材料在航天器热控中的应用162

4.相变致冷164

3-5 其它被动热控技术168

1.接触热阻和导热填料168

2.电加热器173

第四章航天器的主动热控技术178

4-1 辐射式主动热控方法180

1.热控百叶窗181

2.热控旋转盘187

3.新型辐射式主动热控机构191

4-2 传导式主动热控方法196

1.接触式热开关197

2.可控热管201

4-3 对流主动热控制方法210

1.气体循环热控系统211

2.液体循环热控系统213

4-4 电热热控方法216

1.电热调温217

2.热电致冷221

4-5 航天器致冷方法224

1.焦耳-汤姆逊(J-T)致冷器227

2.斯特林致冷机229

3.维勒米尔致冷机232

4.致冷系统选择的考虑236

第五章航天器热计算239

5-1 轨道参数计算241

1.航天器在空间的位置242

2.轨道摄动245

3.太阳对人造地球卫星的照射247

4.地球卫星轨道阴影持续时间252

5-2 空间热流计算258

1.太阳对航天器的加热q1259

2.行星对航天器的红外加热q3262

3.行星对航天器的太阳反射加热q2267

5-3 航天器温度计算272

1.航天器温度计算的一般方法273

2.薄壁稳态温度场计算276

3.薄壁非稳态温度场计算282

4.航天器内部温度场计算287

第六章空间热辐射器297

6-1 热辐射器的一般工作原理297

6-2 热辐射肋片299

1.梯形截面肋片的计算300

2.肋效率的确定303

3.最小重量肋片305

6-3 辐射器与热源的耦合形式及辐射致冷309

1.直接耦合系统311

2.对流耦合系统313

3.热管耦合及其它耦合形式的辐射器324

4.辐射致冷329

6-4 辐射器排热系统的设计问题334

1.辐射器排热系统的方案选择及热泵排热系统334

2.辐射器参数的选择和确定339

3.航天器上热辐射器应用简介343

第七章航天器的热设计347

1.热设计的任务348

7-1 航天器热设计的任务和原则348

2.热设计的原则351

7-2 热控系统的方案设计353

1.热设计的基本条件353

2.设计工况的选择354

3.热控措施的选择356

7-3 关于热设计中几个专门问题的讨论360

1.关于内热源问题360

2.太阳能电池的热控制362

7-4 航天器热设计示例简介366

1.通信广播卫星366

2.地球观察卫星371

3.深空探测器372

8-1 空间热环境模拟设备375

1.真空模拟375

第八章航天器热模拟试验375

2.低温热沉模拟376

3.外热流模拟378

8-2 航天器热平衡试验方法388

1.试验卫星模型388

2.试验工况确定389

3.试验过程391

8-3 航天器热相似试验方法397

1.热相似准则的推导398

2.航天器热相似方法中几个技术问题399

8-4 未来大型航天器热模拟试验问题401

附录一405

附录二413

附录三422

附录四424

附录五430

参考文献432

索引437