月晝期間月球車的熱性能計算
發(fā)布時間：2022-01-16 01:11
月球車在月晝工作期間要面臨復雜的月面熱環(huán)境,包括沒有大氣層阻攔的太陽輻照、月面高溫以及月面陰影區(qū)域。因此,月球車月晝期間的散熱計算對于月球車的熱控設計至關重要。本文首先對于月球車的熱控系統(tǒng)以及相關材料的熱物性進行了綜述,并利用ANSYS Workbench的熱分析模塊模擬計算了月球緯度分別為26°和44.1°時淺層月壤的傳熱過程,得出了月面的溫度變化曲線,通過與實測數(shù)據(jù)的比較,發(fā)現(xiàn)模擬計算的結果能夠一定程度上預測實際的月面溫度變化。在此基礎上,建立了月球車模型,并模擬了月球車在虹灣地區(qū)月晝期間的散熱狀況。計算結果表明,包裹月球車的多層隔熱材料能起到很好的隔熱效果,月球車通過多層隔熱材料與外界的熱交換量不超過3W;同時低吸收-發(fā)射率比的OSR輻射散熱表面能夠反射大部分的太陽輻射熱流并對外散出足夠的熱量,以保證月球車在200W內熱流情況下溫度范圍維持在12℃到35℃之間,具有合適的晝間工作溫度。另外本文還計算了月球車熱負荷增加和輻射散熱面被月塵污染情況下的月球車溫度變化,并討論了幾個增強月球車散熱能力的方案。結果表明在可活動太陽翼背面增設散熱面的方案受月面溫度的影響較大,對于較低緯度地區(qū)不...
【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：65 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
蘇聯(lián)月球車一號(夜間休眠狀態(tài))
劃的極地月球車光女神（Aurora） 計劃是旨在通過一系列太空探術通用于探索火星、月球以及其它可能的近地天務目標便是發(fā)射能在月球南極地區(qū)登陸并長期生存，其結構布局如圖 1.2 所示。置，在月球南極地區(qū)一個月球日內將要面臨約 50極地的月表溫度更低，在 40~190K 之間變化。在㎡輻射散熱面面向深空輻射散熱，由于太陽光線幾收集太陽能，并向外傾斜 27°以擴大散熱面對深空轉向車外，避免在車內增加多余的熱負荷，在太紅外輻射。到了月夜期間，桅桿折疊，車外的導器散熱面遮住，同時隔絕輻射器與車內設備的傳內，為車內提供 16W 的熱量。文獻[5]還提出了車陰影散熱的想法。
包絡尺寸約為 1500mm×1000mm×1100mm，質量約為 140k結構，以頂板為分界面將月球車分成上下兩部分。頂板下方，裝有兩個太陽翼：固定的-Y 太陽翼和可活動的+Y 太陽翼鏡（又稱光學太陽反射鏡 OpticalSolarReflector，簡稱 OSR）車的熱控模式也分為月晝和月夜兩種：月晝期間月球車工作性展開，展開后便永久固定），露出輻射器散熱面（即頂板表面余的熱量通過熱管傳至散熱面；月夜期間月球車進入休眠狀圍欄內，+Y 太陽翼合上，遮蓋輻射器散熱面，同時斷開控溫回源通過兩相流體回路向車內設備輸送熱量，其輸出功率為 12球車預期服役三個月。然而不幸的是， 玉兔號 在進入第二析出現(xiàn)故障的原因可能是由于高度集成的控制電路短路造成 無法移動，且第二次月夜后的喚醒遇到挫折，但是她依然頑強役兩年多，因此其熱控設計值得借鑒。的研究內容
【參考文獻】：
期刊論文
[1]俄羅斯載人登月發(fā)展態(tài)勢分析[J]. 王永生,周生東,趙東明. 國際太空. 2015(07)
[2]嫦娥三號探測器的技術設計與成就[J]. 孫澤洲,張廷新,張熇,賈陽,張洪華,陳建新,吳學英,申振榮. 中國科學:技術科學. 2014(04)
[3]嫦娥三號探測器熱控系統(tǒng)設計與驗證[J]. 劉自軍,向艷超,斯東波,張有為,陳建新,蘇生,呂巍,寧獻文,宋馨,張冰強. 中國科學:技術科學. 2014(04)
[4]航天器多層隔熱材料邊緣漏熱分析與設計[J]. 戴勇超,王新升,黃海,郭靜. 宇航學報. 2014(01)
[5]多層隔熱材料傳熱特性研究現(xiàn)狀及展望[J]. 李德富,楊煒平,劉小旭. 航天器環(huán)境工程. 2013(03)
[6]月面巡視器圍欄設計及熱分析研究[J]. 李成,劉自軍,譚滄海,向艷超. 航天器環(huán)境工程. 2010(03)
[7]遮擋陰影對月球探測器熱設計的影響分析[J]. 左光,彭方漢,孫萌. 航天器工程. 2009(02)
[8]衛(wèi)星靜電熱開關輻射散熱器熱性能分析[J]. 王熙元,陳學康,曹生珠,韓闖. 真空與低溫. 2009(01)
[9]航天器用記憶合金熱開關的設計與理論分析[J]. 張文千. 真空與低溫. 2009(01)
[10]資源-1衛(wèi)星多層隔熱材料在軌溫度數(shù)據(jù)分析[J]. 李國強. 航天器工程. 2008(05)
博士論文
[1]月球車熱控關鍵問題研究及材料光譜性質的選擇性調節(jié)[D]. 王海濤.中國科學技術大學 2010
碩士論文
[1]基于熱紅外遙感數(shù)據(jù)的月表鐵含量和溫度研究[D]. 湯梟.南京大學 2016
[2]月球車夜間休眠狀態(tài)下的熱力計算[D]. 羅祖分.南京航空航天大學 2016
[3]月球表面物理溫度分布模型及數(shù)值計算[D]. 廖翼.華中科技大學 2011
本文編號：3591642
【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：65 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
蘇聯(lián)月球車一號(夜間休眠狀態(tài))
劃的極地月球車光女神（Aurora） 計劃是旨在通過一系列太空探術通用于探索火星、月球以及其它可能的近地天務目標便是發(fā)射能在月球南極地區(qū)登陸并長期生存，其結構布局如圖 1.2 所示。置，在月球南極地區(qū)一個月球日內將要面臨約 50極地的月表溫度更低，在 40~190K 之間變化。在㎡輻射散熱面面向深空輻射散熱，由于太陽光線幾收集太陽能，并向外傾斜 27°以擴大散熱面對深空轉向車外，避免在車內增加多余的熱負荷，在太紅外輻射。到了月夜期間，桅桿折疊，車外的導器散熱面遮住，同時隔絕輻射器與車內設備的傳內，為車內提供 16W 的熱量。文獻[5]還提出了車陰影散熱的想法。
包絡尺寸約為 1500mm×1000mm×1100mm，質量約為 140k結構，以頂板為分界面將月球車分成上下兩部分。頂板下方，裝有兩個太陽翼：固定的-Y 太陽翼和可活動的+Y 太陽翼鏡（又稱光學太陽反射鏡 OpticalSolarReflector，簡稱 OSR）車的熱控模式也分為月晝和月夜兩種：月晝期間月球車工作性展開，展開后便永久固定），露出輻射器散熱面（即頂板表面余的熱量通過熱管傳至散熱面；月夜期間月球車進入休眠狀圍欄內，+Y 太陽翼合上，遮蓋輻射器散熱面，同時斷開控溫回源通過兩相流體回路向車內設備輸送熱量，其輸出功率為 12球車預期服役三個月。然而不幸的是， 玉兔號 在進入第二析出現(xiàn)故障的原因可能是由于高度集成的控制電路短路造成 無法移動，且第二次月夜后的喚醒遇到挫折，但是她依然頑強役兩年多，因此其熱控設計值得借鑒。的研究內容
【參考文獻】：
期刊論文
[1]俄羅斯載人登月發(fā)展態(tài)勢分析[J]. 王永生,周生東,趙東明. 國際太空. 2015(07)
[2]嫦娥三號探測器的技術設計與成就[J]. 孫澤洲,張廷新,張熇,賈陽,張洪華,陳建新,吳學英,申振榮. 中國科學:技術科學. 2014(04)
[3]嫦娥三號探測器熱控系統(tǒng)設計與驗證[J]. 劉自軍,向艷超,斯東波,張有為,陳建新,蘇生,呂巍,寧獻文,宋馨,張冰強. 中國科學:技術科學. 2014(04)
[4]航天器多層隔熱材料邊緣漏熱分析與設計[J]. 戴勇超,王新升,黃海,郭靜. 宇航學報. 2014(01)
[5]多層隔熱材料傳熱特性研究現(xiàn)狀及展望[J]. 李德富,楊煒平,劉小旭. 航天器環(huán)境工程. 2013(03)
[6]月面巡視器圍欄設計及熱分析研究[J]. 李成,劉自軍,譚滄海,向艷超. 航天器環(huán)境工程. 2010(03)
[7]遮擋陰影對月球探測器熱設計的影響分析[J]. 左光,彭方漢,孫萌. 航天器工程. 2009(02)
[8]衛(wèi)星靜電熱開關輻射散熱器熱性能分析[J]. 王熙元,陳學康,曹生珠,韓闖. 真空與低溫. 2009(01)
[9]航天器用記憶合金熱開關的設計與理論分析[J]. 張文千. 真空與低溫. 2009(01)
[10]資源-1衛(wèi)星多層隔熱材料在軌溫度數(shù)據(jù)分析[J]. 李國強. 航天器工程. 2008(05)
博士論文
[1]月球車熱控關鍵問題研究及材料光譜性質的選擇性調節(jié)[D]. 王海濤.中國科學技術大學 2010
碩士論文
[1]基于熱紅外遙感數(shù)據(jù)的月表鐵含量和溫度研究[D]. 湯梟.南京大學 2016
[2]月球車夜間休眠狀態(tài)下的熱力計算[D]. 羅祖分.南京航空航天大學 2016
[3]月球表面物理溫度分布模型及數(shù)值計算[D]. 廖翼.華中科技大學 2011
本文編號：3591642
本文鏈接：http://www.sikaile.net/kejilunwen/hangkongsky/3591642.html
最近更新
教材專著
