本發(fā)明屬于航天器熱試驗技術領域，具體涉及一種用于航天器真空熱試驗環(huán)境下星上電纜高精度溫度控制裝置。

背景技術：

在航天器尤其是大多數(shù)通信衛(wèi)星的真空熱試驗中，大量星上電纜由空間環(huán)境模擬器外通過安裝在環(huán)境模擬器上的穿墻法蘭連接至衛(wèi)星。空間環(huán)境模擬器內(nèi)是一個輻射背景溫度為-173℃以下的熱沉環(huán)境，由穿墻法蘭連接至衛(wèi)星的近十米長距離的多根星上電纜需要進行控溫處理。以往型號熱試驗中對電纜的溫度控制要求較低，僅需將電纜溫度控制在-10℃-40℃的日常使用范圍，試驗中將多根電纜放入工裝中纏繞多層鍍鋁膜進行保溫處理。

隨著部分航天器有效載荷地面測試系統(tǒng)升級為多通道矢量測試系統(tǒng)，對星上電纜射頻測試通道的幅相一致性要求非常高，而電纜相位性能隨溫度變化較大。要保證測試信號傳遞的準確性，需要將電纜溫度嚴格控制在40℃±5℃范圍之內(nèi)，單根電纜沿路徑的溫度差異控制在±2℃范圍之內(nèi)，控溫精度較以往大大提高。此外，部分星上電纜為帶功率發(fā)熱電纜，以往簡單的包多層鍍鋁膜的保溫處理手段已不能滿足現(xiàn)有的電纜控溫要求。

因此，為了在航天器真空熱試驗時將星上電纜控制在一個高精度范圍，需要在空間環(huán)境模擬器內(nèi)安裝一套真空熱試驗星上電纜高精度控溫裝置。該裝置將由穿墻法蘭連接至衛(wèi)星的近十米長距離的多根星上電纜放置其中進 行控溫。真空熱試驗期間可以將電纜溫度嚴格控制在40℃±5℃范圍之內(nèi)，單根電纜沿路徑的溫度差異控制在±2℃范圍之內(nèi)，從而保證星上電纜相位性能穩(wěn)定，保證有效載荷地面測試的準確性，大幅提高試驗精度和試驗水平。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種真空熱試驗星上電纜高精度控溫裝置，能夠?qū)⒂纱Ψㄌm連接至衛(wèi)星的近十米長距離的多根星上電纜放置其中進行控溫。真空熱試驗期間可以將電纜溫度嚴格控制在40℃±5℃范圍之內(nèi)，單根電纜沿路徑的溫度差異控制在±2℃范圍之內(nèi)。

本發(fā)明目的是通過如下技術方案實現(xiàn)的：

一種真空熱試驗星上電纜高精度控溫裝置，由若干單位長度的控溫槽拼接組成，單位長度的控溫槽主要由控溫槽主體和蓋板組成，控溫槽主體包括內(nèi)槽體和外槽體兩部分，內(nèi)槽體、外槽體均為U型結(jié)構(gòu)且內(nèi)槽體嵌套在外槽體中，內(nèi)槽體的頂面高度低于外槽體的頂面高度，內(nèi)槽體的深度根據(jù)內(nèi)部放置的星上電纜數(shù)量確定，內(nèi)槽體和外槽體的底部通過螺栓固定連接，兩者的連接處設置隔熱裝置以減小兩者之間的導熱；蓋板包括內(nèi)蓋板和外蓋板兩部分，內(nèi)蓋板蓋設在內(nèi)槽體的頂面，外蓋體蓋設在外槽體的頂面，內(nèi)槽體內(nèi)部的側(cè)壁和底面上分別以一定間隔并排排布有若干電纜分隔柱，以將每根電纜分開有序放置，外槽體的外部側(cè)壁上設置控溫槽安裝接口以供拼接控溫槽，其中，外槽體外表面貼設有加熱片并包覆5個單元的多層隔熱組件，內(nèi)槽體的溫度控制主要是通過調(diào)節(jié)粘貼在外槽體表面的加熱片進行控制，內(nèi)槽體、外槽體之間主要通過熱輻射進行傳熱，保證內(nèi)槽體的溫度均勻。

其中，內(nèi)槽體、外槽體由硬質(zhì)鋁板制成。

其中，硬質(zhì)鋁板的厚度為1-5mm。

其中，外槽體朝向內(nèi)槽體的表面噴涂高發(fā)射率黑漆，增強與內(nèi)槽體的輻射換熱。

進一步地，內(nèi)槽體的整體內(nèi)表面和整體外表面噴涂高發(fā)射率黑漆，用來增強內(nèi)槽體與外槽體之間以及內(nèi)槽體與電纜之間的輻射換熱。

其中，隔熱裝置為聚酰亞胺墊塊或玻璃鋼墊塊。

其中，內(nèi)蓋板、外蓋板分別粘貼若干熱電偶進行溫度監(jiān)測。

進一步地，內(nèi)槽體、外槽體分別粘貼若干熱電偶進行溫度控制和監(jiān)測。

其中，根據(jù)內(nèi)槽體內(nèi)設置的電纜個數(shù)確定電纜分隔柱的距離和個數(shù)，電纜分隔柱之間的距離略大于電纜直徑。

其中，電纜分隔柱由帶隔熱墊的螺釘組成。

其中，隔熱墊為圓環(huán)或凸臺套筒形狀。

本發(fā)明所提供的航天器真空熱試驗星上電纜高精度控溫裝置，在真空熱試驗期間可以將由空間環(huán)境模擬器穿墻法蘭連至衛(wèi)星的近十米長距離的多根星上電纜電纜溫度嚴格控制在40℃±5℃范圍之內(nèi)，單根電纜沿路徑的溫度差異控制在±2℃范圍之內(nèi)，從而保證星上電纜相位性能穩(wěn)定，保證有效載荷地面測試的準確性，大幅提高試驗精度和試驗水平。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的航天器真空熱試驗星上電纜高精度控溫裝置示意圖。其中，1.外蓋板；2.內(nèi)蓋板；3.外槽體；4.內(nèi)槽體；5.電纜分隔柱；6.電纜；7.控溫槽安裝接口。

圖2為本發(fā)明的航天器真空熱試驗星上電纜高精度控溫裝置隔熱設計示意圖。

其中，8.蓋板隔熱墊；9.槽體隔熱墊；10.控溫裝置安裝板隔熱墊。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的航天器真空熱試驗星上電纜高精度控溫裝置進行進一步說明，該說明僅僅是示例性的，并不旨在限制本發(fā)明的保護范圍。

參見圖1，圖1為本發(fā)明的航天器真空熱試驗星上電纜高精度控溫裝置示意圖。該裝置包括控溫槽、蓋板兩大部分。控溫槽主體包括內(nèi)槽體和外槽體兩部分，內(nèi)槽體、外槽體均為U型結(jié)構(gòu)且內(nèi)槽體嵌套在外槽體中，內(nèi)槽體和外槽體的底部通過螺栓固定連接，兩者的連接處設置隔熱裝置以減小兩者之間的導熱；蓋板包括內(nèi)蓋板和外蓋板兩部分，內(nèi)蓋板蓋設在內(nèi)槽體的頂面，外蓋體蓋設在外槽體的頂面。蓋板通過外蓋板扣合在控溫槽的外槽體上部，使該控溫裝置形成一個“密閉”的空間。在外槽體的側(cè)面、底部通過螺釘或鉚釘固定控溫槽安裝接口以供拼接和固定該控溫裝置。內(nèi)蓋板與外蓋板、內(nèi)槽體和外槽體、外槽體和控溫槽安裝接口之間均通過聚酰亞胺或聚四氟乙烯隔熱墊進行隔熱。此外，外槽體外表面貼設有加熱片并包覆5個單元的多層隔熱組件。

本發(fā)明的蓋板位于該控溫裝置的上部，蓋板主要由外蓋板和內(nèi)蓋板組成，內(nèi)、外蓋板均由1mm硬質(zhì)鋁板制成，內(nèi)、外蓋板表面均噴涂高發(fā)射率黑漆。內(nèi)外蓋板通過螺栓連接固定，連接處安裝厚3mm的聚酰亞胺墊塊或玻璃鋼墊塊用于隔熱。內(nèi)、外蓋板分別粘貼若干熱電偶進行溫度監(jiān)測。

本發(fā)明的控溫槽體主要由外槽體和內(nèi)槽體組成，內(nèi)、外槽體由1mm硬質(zhì)鋁板制成，如圖1所示，內(nèi)、外槽體均為“U型”結(jié)構(gòu)，其深度根據(jù)內(nèi)部放置的電纜數(shù)量確定。內(nèi)槽體和外槽體之間通過螺栓連接固定，連接處安裝隔熱裝置減小二者之間的導熱。外槽體外表面按照功率要求貼加熱片并包覆5單元多層隔熱組件，外槽體朝向內(nèi)槽體面噴涂高發(fā)射率黑漆。內(nèi)、外槽體分別粘貼若干熱電偶進行溫度控制和監(jiān)測。外鋁槽兩端安裝有控溫槽安裝接口，用于將單位長度高精度控溫槽連接組成整體進行熱試驗。

本發(fā)明的電纜分隔柱安裝在內(nèi)槽體上，電纜分隔柱的目的是將每根電纜分開有序放置，如圖1所示。根據(jù)內(nèi)槽體內(nèi)安裝的電纜個數(shù)確定電纜分隔柱的距離和個數(shù)，電纜分隔柱之間的距離略大于電纜直徑，電纜分隔柱一般可以由帶隔熱墊螺釘組成，隔熱墊材料一般為聚酰亞胺或者玻璃鋼材料，隔熱 墊為凸臺套筒形狀，以防電纜輕易滑落。

本發(fā)明的控溫槽安裝接口為2mm-10mm的硬質(zhì)鋁板，通過螺釘或鉚釘固定外槽體的側(cè)面、底部。用于拼接和固定該控溫裝置。

本發(fā)明的隔熱墊結(jié)構(gòu)參照圖2，隔熱墊材料為聚酰亞胺或聚四氟乙烯，厚度一般為2mm-6mm的圓環(huán)或凸臺形狀。隔熱墊位于內(nèi)蓋板與外蓋板、內(nèi)槽體和外槽體、外槽體和控溫槽安裝接口之間，減小各部分之間的導熱。

在使用前利用控溫槽安裝接口將各單位長度控溫槽連成整體在空間環(huán)境模擬器內(nèi)進行固定。將星上電纜逐根放置在內(nèi)槽體的電纜分隔柱之間，分開布置的電纜基本保證了每根電纜對由內(nèi)槽體與內(nèi)蓋板組成的輻射換熱環(huán)境的角系數(shù)大致相同，電纜放置完成后蓋上控溫槽蓋板。

熱試驗期間主要通過內(nèi)槽體的溫度來調(diào)節(jié)控制各電纜的溫度，內(nèi)槽體的溫度控制主要是通過調(diào)節(jié)粘貼在外槽體表面的加熱片來進行，內(nèi)、外槽體之間通過熱輻射進行傳熱，可以保證內(nèi)槽體的溫度均勻。通過合理調(diào)節(jié)內(nèi)槽體的溫度可以將電纜溫度控制在高精度范圍。

該裝置中電纜、內(nèi)槽體、內(nèi)蓋板之間，內(nèi)槽體與外槽體之間，內(nèi)蓋板與外蓋板之間均主要通過熱輻射進行傳熱，保證了電纜、內(nèi)槽體、內(nèi)蓋板的溫度均勻性。在進行真空熱試驗時，通過合理調(diào)節(jié)內(nèi)槽體的溫度可以將電纜溫度控制在高精度范圍。

盡管上文對本發(fā)明的具體實施方式給予了詳細描述和說明，但是應該指明的是，我們可以依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想對上述實施方式進行各種等效改變和修改，其所產(chǎn)生的功能作用仍未超出說明書及附圖所涵蓋的精神時，均應在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。