北京航空航天大學航空科學與工程學院
2013-2014學年第二學期（春季）專業課試卷b
課程名稱太空飛行器熱控制任課教師楊春信考試日期 2014-5-23
學號姓名成績
（一）選擇填空和判斷對錯題（每題1分，共5分）
（1） 熱控措施選擇的一般原則為，先考慮被動熱控方法，再考慮採用主動熱控方法。
（2） 熱管的熱阻主要決定於蒸發段和凝結段的傳熱狀況，與熱管長度上的狀況無關。因此，與有一定長度的直徑相同的細長的良導熱體如銅棒相比，熱管的熱阻小得多。
（3） 塗層是被動熱控措施。
（4） 當熱開關用於太空飛行器內部來控制儀器裝置的溫度是，輻射面應選擇面對（ ）
a、直接面對空間任一方向 b、對著某一部分太空飛行器蒙皮內側 c、對著太陽的方向
（5） 大型太空飛行器（如空間站、宇宙飛船）的功率需求不斷增大導致散熱量相應增加，單一採用被動熱控技術無法滿足要求。目前廣泛採用的主動熱控技術是（ ），如我國神州號飛船上就採用了該技術；仍處於試驗驗證階段，將應用於下一代太空飛行器熱控的主動熱控技術是（ ）。
a 熱控塗層技術 b 相變材料技術 c 單相流體迴路技術 d 兩相流體迴路技術
（二）簡答題（任選8題，每題5分，共40分）
1. 熱控塗層有哪幾種？簡要說明其原理。
2. 輻射式主動熱控方法的一般工作原理是什麼？在進行輻射器設計時，需要考慮哪些原則？
3. 太陽能電池板的熱控具有什麼樣的特點，其熱設計該怎樣處理？
4. 兩相流體迴路技術包括機械幫浦驅動兩相流體迴路技術和毛細幫浦驅動兩相流體迴路技術，請比較上述兩種技術的優缺點（從能耗、啟動、重量和體積、傳熱能力、可靠性及壽命方面考慮）。
5. 主動熱控制主要有哪幾種？
6. 主動熱控制與被動熱控制的概念以及它們之間的差異，並舉出主動熱控和被動熱控的措施。
7. 多層隔熱材料的構成及效能影響因素。
8. 如何計算導熱熱阻？寫出影響接觸熱阻的因素和計算公式。
9. 在進行地面試驗時，低溫和黑背景通常怎樣模擬？
10. 試寫出太空飛行器(以球形衛星為例)在地球附近軌道執行的熱平衡方程並說明各項的含義。
（三）計算推導題（任選2題，每題8分，共16分）
1. 一人造衛星太陽能動力站上的輻射器，需要通過向空間輻射以散除衛星內產生的熱量，輻射器表面對太陽輻射的吸收率為0.5，黑度為0.
95，當太陽照度為l000w／m2以及所需散除的熱流為l 500w／m2時，問表面的平衡溫度是多少？
2. （1）試給出太陽常數的定義；
（2）已知某一探測器離太陽最近點的飛行距離為0.2天文單位，s＝1353w/m2，試問此時的太陽輻射密度為多大？
3. 若地球對太陽輻射的反射率按0.3計算，地球紅外輻射的熱流密度是多少？
（四）詳述題（任選3題，每題13分，共39分）
1. 請說明太空飛行器表面輻射熱流的種類，並簡要說明其計算方法。
2. 請設計地面熱模擬用的太陽模擬器，並給出主要的效能評價指標。
3. （1）請簡述實驗衛星和真實衛星的異同點，並說明熱流的模擬方法。
（2）說明太空飛行器熱模擬試驗的目的、主要的模擬內容及裝置。
4. （1）在太空飛行器的熱控制中，相變材料的過冷現象指的是什麼？
（2）對於有過冷現象的相變材料，如何克服過冷？
（3）在帶有相變材料的輻射排熱系統中，就熱源與相變材料以及輻射面的連線方式而言，有哪兩種方式？特點分別是什麼？
太空飛行器環境測試作業
固體火箭發動機殼體的模型如圖所示，其圓柱和橢圓部分的壁厚均為5mm。圓柱的長度為5090mm，橢圓的長半徑為700mm，短半徑為350mm。本模型的前後封頭部分是一樣的，其中封頭部分的平面圖如下圖所示。對固體火箭發動機殼體，在計算中，認為模型在火箭發動機的上蓋封頭上面是被約束的。在動力學計算中，約束...