一種臨近空間浮空器熱控系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著臨近空間飛行器技術的不斷發(fā)展，大功耗電子設備在浮空器上的應用將是大勢所趨，然而由于臨近空間獨特的空間熱環(huán)境，使得臨近空間熱控系統(tǒng)不同地面動力設備，也不同于大氣層外飛行器，因此本文結合20km高度處一種浮空器的載荷與環(huán)境情況，對該浮空器的熱控系統(tǒng)進行詳細研究。 首先，對臨近空間熱環(huán)境特性與0～20km大氣熱物性參數進行歸納分析。結果表明20km高度處大氣環(huán)境穩(wěn)定，終年晝夜溫差變化較小，并總結了0～20km空間大氣的熱物性參數在

2、本文研究溫度壓力范圍內的變化規(guī)律；隨后根據浮空器載荷艙的內外環(huán)境特點建立正確的載荷艙熱平衡模型，提出對流與輻射熱控方案，在相同熱載荷的工況下，對兩種熱控方案的能耗、重量、穩(wěn)定性等進行分析，結果表明采用對流熱控方案優(yōu)于輻射熱控方案。 其次，對20km高空浮空器載荷艙對流熱控方案進行設計與分析。在確定熱控環(huán)路系統(tǒng)設計指標的基礎上，給出滿足環(huán)控指標熱控系統(tǒng)方案的最終設計結果，并計算熱控系統(tǒng)液側流動阻力、空氣側風機風速為相應部件選型提供

3、依據，給出整個熱控系統(tǒng)高空穩(wěn)定運行時乙二醇水溶液的工作點溫度：接著對熱控系統(tǒng)地面運行進行分析，得到系統(tǒng)地面實驗運行時內外環(huán)境的必要控制條件；隨后對浮空器熱控系統(tǒng)的升空與下降進行數值模擬，結果表明文中選定的控制條件能夠滿足升空與下降過程中系統(tǒng)的環(huán)控要求；最后核算熱控系統(tǒng)的重量與能耗，滿足系統(tǒng)設計要求。 最后，對保壓艙內溫度場與流場的分布進行數值模擬研究。對于保壓艙內電子設備采用不同布局方案進行數值模擬，結果表明合理的布局方案能夠明