有效载荷热分析与设计  082500M01010H

学期:2020—2021学年(春)第二学期 | 课程属性:一级学科核心课 | 任课教师:张汉勋,陈博
授课时间: 星期三,第5、6、7 节
授课地点: 教二楼114
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16
课程编号: 082500M01010H 课时: 54 学分: 3.00
课程属性: 一级学科核心课 主讲教师:张汉勋,陈博 助教:
英文名称: Payload Thermal Design and Analysis 召集人:

教学目的、要求

本课程以航天器热控制和飞行器环境控制理论和技术为基础,结合航空航天领域内常见的有效载荷产品(如光机载荷、电子载荷、高能物理探测器、生命与生态载荷等)的系统组成与工作特点、工作环境与热控需求,讲述热设计仿真理论与方法、载荷产品从地表到深空可能身处的各类热环境的特点及相关分析方法,介绍常用的主动热控和被动热控措施,展示典型的热设计分析过程,在让学生掌握基础理论知识和应用技术的同时,接触工程实际,了解有效载荷产品研制各阶段(包括方案论证、研制、试验、飞行等)热设计与热分析工作的内容、方法,为学生将来顺利开展科学和应用载荷产品的热控相关工作打下必要基础。

预修课程

传热学

教 材

航天器热控制技术-原理及其应用(侯增祺,胡金刚编著),中国科学技术出版社,北京,2007    飞行器环境控制(寿荣中,何慧姗),北京航空航天大学出版社,北京,2004

主要内容

第一章 有效载荷产品及其工作的热环境
介绍典型的空间科学与应用类有效载荷产品、介绍载荷产品所处的各类复杂的热环境,明确热控需求及工作内容。
第二章 热设计仿真理论与方法
介绍基本的传热学、流体力学、工程热力学知识,讲述热仿真集总参数-有限差分理论、节点—热网络方法、有限元(FEM)热仿真理论与方法。
第三章 热环境
介绍地表热环境、对流层热环境、平流层热环境、自由分子流加热、轨道空间环境、深空探测环境、返回(星球探测)热环境。
第四章 热控措施
结合航天载荷产品、航空载荷产品、平流层飞艇有效载荷产品、地面载荷等热控需求与热环境,讲述常用的主动热控和被动热控措施。
第五章 建模与分析过程演示
热设计与热分析演示——讲述建模、分析、数据处理流程与注意事项,介绍光、机、电、热、轨道姿态、总体等系统与热控系统的数据共享与交互。
第六章 有效载荷产品研制各阶段的热设计与分析工作
结合工程示例,讲述在有效载荷产品研制各阶段,热控系统所开展的设计、分析、试验(实验)、测试等工作内容与工作特点。
第七章 空间站有效载荷热控示例介绍
结合国际空间站、中国在建空间站的有效载荷产品的热控示例,介绍相关热控方案、热管理理论与方法、热设计与分析工作。
第八章 技术展望
结合有效载荷产品的未来需求和热控制理论和技术的发展方向,介绍新技术和新理论。

参考文献

Spacecraft thermal control handbook, Volume I: Fundamental Technologies (David G. Gilmore),The Aerospace Press, El Segundo, 2002