三級隔熱式熱流計

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三級隔熱式熱流計中國空間技術研究院（航天五院）隸屬於中國航天科技集團有限公司，成立於1968年2月20日。自1970年4月24日成功發射我國第一顆人造地球衛星以來，研究院已抓總研製並成功發射了300餘顆航天器，實現200餘顆航天器在軌運行，研製的航天器覆蓋載人航天、月球與深空探測、導航定位、對地觀測、通信廣播、空間科學與技術試驗六大系列航天器，實現了大、中、小、微型航天器的系列化、平台化發展。研究院圓滿完成載人航天工程、探月工程、北斗工程、高分工程為代表的重大航天任務，為實現我國航天三大里程碑跨越發展做出了突出貢獻。研究院充分發揮航天技術的優勢和輻射帶動作用，不斷將航天新技術成果推廣到國民經濟多個領域。聚焦衛星應用、智能裝備、空間生物三大優勢業務板塊，打造了中國衛星、康拓紅外、航天生物三大業務發展主體平台，形成了以京津冀、長三角和粵港澳大灣區三大重點區域為主的區域布局。

目錄

簡介

研究院堅持國際化發展戰略，積極踐行「一帶一路」倡議，推動構建人類命運共同體，先後與俄羅斯、法國、巴西等100多個國家和地區的宇航公司及空間研究機構建立了良好的合作關係。2004年實現了首顆商業衛星出口合同簽署。截至2020年底，已向國際用戶交付了20顆商業衛星，出口產品覆蓋通信衛星、遙感衛星、衛星應用、航天器研製基礎設施、宇航單機部組件和宇航元器件等。

研究院打造了北京、天津、懷來、西安、蘭州、煙臺、深圳、內蒙古、杭州等產業基地，擁有空間飛行器總體設計、分系統研製生產、系統集成、總裝測試、環境試驗、地面設備製造及衛星應用、服務保障等配套完整的研製生產體系。研究院現有中國科學院和中國工程院院士9人，國際宇航科學院院士11人，俄羅斯宇航科學院院士9人，國家級突出貢獻專家15人，全國技術能手40人，高級以上職稱人員7200餘人。研究院獲得國家科學技術獎84項，其中特等獎9項；授權專利7700餘件，榮獲中國專利金獎3項；省部級獎3000餘項。研究院先後榮獲全國文明單位、全國創先爭優先進基層黨組織、全國模範職工之家等榮譽稱號。

二、技術特點

航天器熱平衡試驗是驗證航天器熱設計的重要手段。在航天器熱平衡試驗中，通常採用紅外燈或紅外籠模擬航天器所吸收的空間外熱流。決定熱平衡試驗有效性的關鍵因 素之一在於紅外輻射熱流的測量精度。目前型號熱平衡試驗中所使用的熱流計有兩種 ：一 種是多層隔熱式絕熱型熱流計，另外一種是熱屏等溫型熱流計。多層隔熱式絕熱型熱流計在應用中存在的主要問題有 ：1) 測量精度一般 ；2) 熱流 計個體差異較明顯 ；3) 熱流計重複使用率低 ；4) 熱流計安裝方式複雜。熱屏等溫型熱流計 在應用中存在的主要問題有 ：1) 需定期標定且存在標定誤差 ；2) 熱流測量系統複雜 ；3) 所 需測控溫通道較多。鑑於現有熱流計存在上述不足，有必要研製一種新型熱流計，以提高熱 流測量精度，以確保航天器熱平衡試驗的有效性，減小瞬態熱試驗的複雜程度，簡化熱平衡 試驗準備工作，節約型號熱平衡試驗成本和周期。減少甚至取消標定試驗，實現重複使用， 簡化安裝和測量系統。

本發明提供了一種三級隔熱式熱流計，基於熱流計測量原理，通過從敏感面到內膽、內膽到外殼、外殼到熱流計安裝面的三級隔熱構型設計，其中安裝架均選用低熱導率材料，並採用多層隔熱組件使得內膽到敏感面的輻射漏熱可以忽略，從而確保航天器熱平衡試驗的準確性和有效性。

三、成果形式

（專利、著作權、新產品、新技術等）

本項目是專利技術

四、應用領域及應用場景

航空航天

五、當前應用成效

本發明提供了一種三級隔熱式熱流計，能夠在熱平衡試驗中實現高精 度測量、結構簡單、免標定且能重複使用。(1) 本發明基於熱流計測量原理，通過從敏感面到內膽、內膽到外殼、外殼到熱流 計安裝面的三級隔熱構型設計，其中安裝架均選用低熱導率材料，並採用多層隔熱組件使 得內膽到敏感面的輻射漏熱可以忽略，使得熱流計輔助部件到敏感面的漏熱為可修正的小量值。從而確保航天器熱平衡試驗的準確性和有效性。(2) 本發明針對現有熱流計很少考慮的熱電偶絲漏熱進行抑制，對敏感面熱電偶 延長線及其走線方式進行精細化設計，大大減小熱電偶的漏熱，使其漏熱可以忽略，從而有 效地提高了本熱流計測量精度，特別是在低熱流範圍段，對於有深低溫空間外熱流模擬需 求的熱平衡試驗很有應用價值。(3) 相對於現有的熱流計，主要零件均可機加而成，多級隔熱構型方式結構牢固，其產品一致性高，不會在拆裝過程中輕易破壞其傳熱特性，重複使用性好，可以節省 大量的熱流計研製費用。 (4) 既可用於穩態熱流測量，又可用於瞬態熱流測量，相對於之前的 多層隔熱式絕熱型熱流計和熱屏等溫型熱流計具有更廣泛的適用性。(5) 無需定期標定，也不需要恆溫控制系統即可實現熱流的高精 度測量，在簡化試驗準備工作和複雜程度、節約型號熱平衡試驗成本和周期方面具備優勢。

六、合作方式

（技術轉讓、專利許可、委託或合作開發）

技術服務、專利許可。