空间应用的低温热管温度控制

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低温空间应用导论

天基通信、传感器和实验的持续发展,以及航天器电子技术的发展,推动了对低温微重力环境中更严格的热控制和更有效的散热的需求。

NASA的目标是为未来的生命和生物医学科学航天项目开发可靠的冰箱/冷冻(R/F)模块。为此,他们试图确定、开发和演示这些先进的R/F模块所需的复杂的关键冰箱/冷冻机技术。

传统的热管理解决方案,如空气或液体冷却,在空间应用中不可行。相反,博伊德公司的热部门avid开发了专门为NASA在航天飞机任务期间测bob电竞在线试低温应用而设计的被动两阶段冷却解决方案。

发现号航天飞机发射

美国宇航局低温控制挑战

美国宇航局正在开发斯特林轨道冰箱/冷冻机(SOR/F)实验,以证明在轨道项目中能够实现可靠制冷的技术。SOR/F的候选子系统将在发现号航天飞机(STS 60)上进行测试。

STS 40太空实验室生命科学中有问题的冰箱
STS 40太空实验室生命科学中有问题的冰箱

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低温温度控制的Boyd解决方案

由于太空中几乎没有大气,将热量散发到周围空气中不是有效的热管理解决方案。辐射是太空中最可靠的冷却方法,但内部部件可能无法接触到辐射表面。

avid率先开发了用于微重力环境的低温热管和循环热管。来自avid的工程师已经演示了用于低温热管理的广泛的热管/流体系统,包括氦在-270°C (3K),氢在-250°C (23K),氖在-240°C (33K)和氧在-220°C (53K)。

博伊德公司(Boyd Corporation)热力部门bob电竞在线(当时被称为Thermacore)的阿维德(avid)建议NASA在SOR/F实验中使用低温热管来输送热量。阿维德设计并制造了铜和丙酮热管组件,供美国宇航局在发现号航天飞机上进行测试。



斯特林轨道制冷机/冷冻机试验结果

在发现号的STS-60任务中,丙酮工作液使热管能够在-30°C (243K)到-60°C (213K)的工作温度下工作。SOR/F热管已被证明能够在太空微重力环境中移除高达10 W的功率。




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