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申请/专利权人：遨天科技(北京)有限公司

摘要：本发明公开一种适用于化学‑冷气联合推进系统的热控系统设计方法，包括以下步骤：步骤1：建立卫星布局模型；步骤2：单机热特性分析；步骤3：化推、冷推系统热特性分析；步骤4：制作热量耦合曲线；步骤5：热管回路设计：将热管布置于燃烧室与喷管的外壁面，热管与燃烧室与喷管外壁面通过激光焊固定；将热管布置于工质贮箱底部；结合△Qmax与冷气推进器所能承受的最大热量Qmax对比结果，设计热管的包覆与表处方式；流动工质选择，结合废热功率与冷推耗热功率的需求对比结果，计算热传导速率，并基于此选择工质材料；步骤6：仿真试验验证。本申请基于多能互补能量综合利用理念，采用热管技术，打破目前不同推进器间的热控壁垒，增加热量回收率。

主权项：1.一种适用于化学-冷气联合推进系统的热控系统设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：建立卫星布局模型；步骤2：分别获得化推系统的废热功率和冷推系统的耗热功率，并通过冷推系统结构与工质总热容结合冷推系统推力，计算冷推系统所能承受的最大热量，记作Qmax；步骤3：计算冷推系统在稳定工作时的加热功率q冷，化推系统稳定工作过程中持续产生的热功率，即废热热功率记为q化1，而被回收、输运并最终传递至冷推系统的耗热热功率记为q化2，q化2=λq化1，λ为吸收率；步骤4：基于航天器任务分析及不同推进系统的运行时序，制定各推进系统的热功率-时间逐时曲线，其中化推废热功率记为正值，而冷推耗热功率记为负值；依据热功率-时间逐时曲线计算能够被回收、输运并传递至冷推系统的总热量、对冷推系统加热消耗的热量总量，计算公式如下：能够被回收、输运并传递至冷推系统的总热量为：Q1=∫q化2dt而对冷推系统加热消耗的热量总量为：Q2=∫q冷dt计算能够被回收、输运并传递至冷推系统的总热量与对冷推系统加热消耗的热量总量的差值：△Q=Q1-Q2根据航天器全生命周期内推进系统工作规划，预测△Q的最大值△Qmax；步骤5：热管回路设计：（1）热管布局，化推系统端热管布局，将热管布置于燃烧室与喷管的外壁面，热管与燃烧室与喷管外壁面通过激光焊固定；冷推系统端热管布局，将热管布置于工质贮箱底部；（2）热管包覆与表处设计，结合△Qmax与冷气推进器所能承受的最大热量Qmax对比结果，设计热管的包覆与表处方式；具体步骤如下：基于步骤4获得的卫星全生命周期热功率-时间逐时曲线，首先判断化推废热功率是否能够满足冷推系统耗热需求，如果前者大，则在化推系统热管布局方面降低废热回收率，同时通过表面处理与热包覆手段增加热管半球发射率；反之在化推系统的热管布局方面提高废热回收率，同时通过表面处理与热包覆手段，降低热管半球发射率；热管的设计方法如下：当化推废热功率大于冷推耗热功率时，首先计算冷推系统能够吸收的最大热量，保证废热被回收传输至冷推系统的总热量小于该最大热量，在化推系统与冷推系统端的热管布局设计、热包覆设计、电加热片设计三方面进行调整；当化推废热功率小于冷推耗热功率时，计算冷推耗热总量与废热回收量的差值，并通过电加热片主动控温手段对冷推进行热补偿；（3）流动工质选择，结合废热功率与冷推耗热功率的需求对比结果，计算热传导速率，并基于此选择工质材料；步骤6：仿真试验验证，如验证考核达标，则完成联合热控方案设计，如不达标，则返回步骤5，对热管参数进行调整，直至满足设计要求。

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