书 书 书犐犆犛 ４９ ． ０２０ 犞 ７０ /G21 /G22 /G23 /G24 /G25 /G26 /G27 /G27 /G28 /G29 /G2A 犌犅 ／ 犜 ３４５１５ — ２０１７ /G21 /G22 /G23 /G24 /G25 /G26 /G27 /G28 /G29 /G2A 犜犺犲狉犿犪犾犫犪犾犪狀犮犲狋犲狊狋犿犲狋犺狅犱犳狅狉狊狆犪犮犲犮狉犪犳狋 ２０１７  １１  ０１ /G2B /G2C ２０１８  ０５  ０１ /G2D /G2E /G21 /G22 /G23 /G24 /G25 /G26 /G27 /G27 /G28 /G2B /G2C /G2D /G2E /G2F /G30 /G2F /G31 /G32 /G33 /G21 /G27 /G27 /G28 /G29 /G2A /G34 /G35 /G36 /G37 /G38 /G39 /G2B /G2C书 书 书前 　　 言 　　 本标准按照 ＧＢ ／ Ｔ１．１ — ２００９ 给出的规则起草 。 本标准由中国航天科技集团公司提出 。 本标准由全国宇航技术及其应用标准化技术委员会 （ ＳＡＣ ／ ＴＣ４２５ ） 归口 。 本标准起草单位 ： 北京卫星环境工程研究所 。 本标准主要起草人 ： 孙玉玮 、 王晶 、 郄殿福 、 赵小翔 、 陈丽 、 李春林 、 黎明 、 谢吉慧 、 裴一飞 、 王耀霆 。 Ⅰ 犌犅 ／ 犜 ３４５１５ — ２０１７ 航天器热平衡试验方法 １ 　 范围 本标准规定了航天器热平衡试验目的 、 试验要求 、 热模拟方法 、 试验工况 、 数据测量 、 试验设备 、 试验 程序 、 试验中断及处理 、 试验评价与数据利用等 。 本标准适用于航天器系统级 、 分系统级和舱段级热平衡试验 。 ２ 　 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。 凡是注日期的引用文件 ， 仅注日期的版本适用于本文 件 。 凡是不注日期的引用文件 ， 其最新版本 （ 包括所有的修改单 ） 适用于本文件 。 ＧＢ ／ Ｔ２９０８５ — ２０１２ 　 卫星防污染技术要求 ３ 　 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 。 ３ ． １ 热平衡试验 　 狋犺犲狉犿犪犾犫犪犾犪狀犮犲狋犲狊狋 在模拟空间环境条件下 ， 验证航天器热设计和热分析模型 、 考核航天器热控功能的热试验 。 ３ ． ２ 空间外热流 　 狅狉犫犻狋犪犾犺犲犪狋犻狀犵 航天器在空间运行时 ， 投射到航天器外表面的来自太阳和行星的热辐射 。 ３ ． ３ 红外辐射加热器 　 犻狀犳狉犪狉犲犱狉犪犱犻犪狋犻狅狀犺犲犪狋犲狉 由红外辐射源组成的辐射加热装置 ， 有红外灯阵 、 红外加热笼 、 红外加热板及红外加热棒等 。 ３ ． ４ 接触式电加热器 　 犮狅狀狋犪犮狋犲犾犲犮狋狉犻犮犪犾狉犲狊犻狊狋犪狀犮犲犺犲犪狋犲狉 粘贴在试验模型表面或内部 ， 模拟表面吸收热流或内热源的电加热器 ， 通常为康铜薄膜加热器 。 ３ ． ５ 太阳模拟器 　 狊狅犾犪狉狊犻犿狌犾犪狋狅狉 模拟太阳辐射特性 （ 辐照不稳定度 、 辐照不均匀度 、 辐照度 、 光谱辐照度和光束准直角 ） 的光学装置 。 主要由测量系统 、 光学系统 、 机械结构系统和电控系统等组成 。 ３ ． ６ 运动模拟器 　 犿狅狋犻狅狀狊犻犿狌犾犪狋狅狉 空间环境模拟室内用于模拟航天器相对太阳辐射各种姿态的机械装置 。 ３ ． ７ 入射热流法 　 犻狀犮犻犱犲狀狋犳犾狌狓狊犻犿狌犾犪狋犻狀犵犿犲狋犺狅犱 模拟入射到航天器表面的空间外热流 、 光谱及方向的方法 。 １ 犌犅 ／ 犜 ３４５１５ — ２０１７ ３ ． ８ 吸收热流法 　 犪犫狊狅狉犫犲犱犳犾狌狓狊犻犿狌犾犪狋犻狀犵犿犲狋犺狅犱 模拟航天器表面吸收空间外热流的方法 。 ３ ． ９ 工况 　 犮犪狊犲 由航天器的空间热环境和航天器上仪器设备的工作模式相组合的一定工作状态 。 ３ ． １０ 热分析模型 　 狋犺犲狉犿犪犾犪狀犪犾狔狋犻犮犪犾犿狅犱犲犾 描述航天器在规定的工作状态和运行环境下传热和流体流动的数学模型 ， 包括针对热试验状态建立的试验热分析模型 ， 以及针对在轨工作状态建立的设计热分析模型 。 ３ ． １１ 试验模型 　 狋犲狊狋犿狅犱犲犾 用于热平衡试验的航天器或舱段的物理模型 。 ３ ． １２ 高温工况 　 犺狅狋犮犪狊犲 设备预示温度达到寿命周期内最高值的工况 。 ３ ． １３ 低温工况 　 犮狅犾犱犮犪狊犲 设备预示温度达到寿命周期内最低值的工况 。 ３ ． １４ 温度监测点 　 狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲犿狅狀犻狋狅狉狆狅犻狀狋 用于判断热平衡试验温度稳定的试验模型上有代表性的温度测量点 。 ４ 　 试验目的 航天器热平衡试验目的如下 ： ａ ） 　 验证航天器热设计的正确性 ； ｂ ） 验证航天器热分析模型的正确性 ， 并为修正热分析模型提供数据 。 ５ 　 试验要求 ５ ． １ 　 试验模型要求 试验模型一般应满足如下要求 ： ａ ） 　 外形结构 、 材料 、 仪器设备布局 、 电缆网 、 各种热控措施及产品应符合研制状态要求 ； ｂ ） 仪器设备的外形尺寸 、 表面状态 、 安装连接方式 、 内部发热量和热容量应符合研制状态要求 ； ｃ ） 考虑到试验设备能力 、 安全及仪器设备的特殊要求 ， 允许个别仪器设备使用热性能参数符合要求的工艺件 、 鉴定件或模拟件来代替 ； ｄ ） 外表面涂层的热性能应与研制状态相同 ； ｅ ） 大型天线 、 太阳翼等外部组件可以不参加试验 ， 但对试验的影响应予以评估 ， 并根据需要在热边界模拟中采取相应措施 ； ｆ ） 有密封舱段的试验模型 ， 在试验时 ， 应采取相应措施抑制密封舱内气体自然对流的影响 ； ｇ ） 与试验模型有换热但不参加试验的部分 ， 可采用替代结构参加试验并模拟热边界 ； ｈ ） 推进剂贮箱内一般应充注保护气 。 ２ 犌犅 ／ 犜 ３４５１５ — ２０１７ ５ ． ２ 　 空间环境模拟室体积要求 空间环境模拟室体积的大小应满足如下要求 ： ａ ） 　 采用入射热流法时 ， 空间环境模拟室与试验模型特征尺寸 （ 如长度 、 直径等 ） 之比不应小于 ３ ； ｂ ） 采用吸收热流法时 ， 空间环境模拟室与试验模型特征尺寸 （ 如长度 、 直径等 ） 之比不应小于 ２ 。 ５ ． ３ 　 试验模型安装要求 试验模型安装在空间环境模拟室内应综合考虑如下因素 ： ａ ） 　 安装方式与方位 ； ｂ ） 空间环境模拟室形式 （ 立式 、 卧式 ）； ｃ ） 试验模型上热管的布局与走向 ， 使热管水平放置或使热管能够正常工作 ； ｄ ） 主要散热面方位 ； ｅ ） 试验模型外形尺寸 ； ｆ ） 外热流模拟装置的布局和结构形式 。 ５ ． ４ 　 试验环境要求 应设有供试验前后对试验模型进行测试或其他试验操作的工作间 ， 工作间环境应满足如下要求 ： ａ ） 　 温度 ： １５℃ ～ ２５℃ ； ｂ ） 压力 ： ７８ｋＰａ ～ １０３ｋＰａ ； ｃ ） 相对湿度 ： ３０％ ～ ６０％ ； ｄ ） 洁净度 ： 优于 １０００００ 级 ； ｅ ） 有机污染物的种类和量值满足相关技术要求 。 ５ ． ５ 　 接地电阻要求 空间环境模拟室内和试验操作工作间的接地电阻不应大于 １．０ Ω 。 ６ 　 热模拟方法 ６ ． １ 　 外热流模拟 ６ ． １ ． １ 　 外热流模拟方法 一般有如下可供选择的外热流模拟方法 ： ａ ） 　 入射热流法 ； ｂ ） 吸收热流法 ； ｃ ） 以上两种方法的结合 。 ６ ． １ ． ２ 　 外热流模拟装置类型及控制方式 外热流模拟装置类型及控制方式如下 ： ａ ） 　 太阳模拟器 ： 一般按要求控制入射热流方向 。 ｂ ） 红外辐射加热器 ： 以辐射热流计测量辐射热流为目标进行控制 。 ｃ ） 接触式电加热器 ： 按要求的功率对加热回路电流进行闭环控制 。 ６ ． １ ． ３ 　 外热流模拟装置的选用原则 根据试验模型特点 （ 如大小 、 形状 、 散热面部位 、 散热面涂层类型等 ） 可以选用一种或多种外热流模 ３ 犌犅 ／ 犜 ３４５１５ — ２０１７ 拟装置的组合来实现外热流模拟 。 选用外热流模拟装置的主要原则如下 ： ａ ） 　 应与试验设备的能力相适应 ； ｂ ） 应具有满足试验要求的外热流模拟精度 ； ｃ ） 能适应试验模型外形及表面涂层类型 ； ｄ ） 易于实现 。 ６ ． ２ 　 内热源模拟 内热源模拟的一般应满足如下要求 ： ａ ） 　 一般选用接触式电加热器和其他热控措施相结合进行模拟 ； ｂ ） 模拟航天器上仪器设备工作模式 ， 包括连续工作恒定发热 、 连续工作非恒定发热 、 间断工作等模式 。 ７ 　 试验工况 ７ ． １ 　 试验工况种类 根据内热源发热模式 、 模拟外热流及其他热边界条件 ， 一般可组合成如下 ４ 种试验工况 ： ａ ） 　 稳态工况 ： 内热源 、 模拟外热流及其他热边界条件均为恒定值 ； ｂ ） 准稳态工况 ： 内热源按照设定的周期变化模式工作 ， 模拟外热流及其他热边界条件均为恒定值 ； ｃ ） 周期性瞬态工况 ： 内热源按照设定的周期变化模式工作 ， 模拟外热流及其他热边界条件按照轨道周期变化模式工作 ； ｄ ） 瞬态工况 ： 在规定的时间内 ， 内热源 、 模拟外热流或其他热边界条件按照非周期变化模式工作 。 对周期性瞬态工况或准稳态工况 ， 试验一般按航天器运行的轨道周期进行 。 可以按一个运行轨道周期内热源工作模式和模拟外热流重复进行若干