高空飞行器的电子设备强制对流换热研究文献综述
2020-05-03 21:59:58
近年来,随着临近空间飞行器技术的不断发展,高功率的电子设备在飞行器载荷舱中的应用受到了广泛的关注。
由于临近空间(20~100km高度的高空)环境较为独特,对于在该环境下工作的设备的传热分析不同于在常压下工作的地面动力设备,尤其集中于对于平流层部分的研究。
平流层气象条件稳定,气流以水平运动为主,特别适合驻空能力强的飞行器进行大气环境研究[1]。
随着空间技术的发展,平流层独特的空间资源越来越受到各国的高度重视,具有广泛的应用前景[2~4]。
例如,近年来对于平流层飞艇的研究与研发受到了广泛的关注[5~11]。
平流层飞艇可用于军事与民用的侦察、观测、预警以及导航等,具有驻空时间长,成本低和分辨率高等优点[12]。
故而对于高空飞行器载荷舱内电子设备散热的研究始终是一项不可忽视的重要课题。
对于载荷舱内仪器的热控制技术近些年来层出不穷,传统的热控措施主要是采用被动热控为主,主动热控为辅的热控措施[13~15],周湘杰[16]在此基础上进行改进,提出了一种主动热控系统,该系统利用乙二醇溶液吸收热量,然后通过中间换热器将热量传递给氨水溶液,由氨水溶液把热量传递到辐射器,然后由辐射器把热量向空间环境排散出去,从而达到控制临近空间飞行器各任务舱温度的目的。
裴后举等人[17]提出了一种基于冷板的电子设备冷却方案,综合考虑飞艇载荷舱中电子设备热控系统的需求,研究了冷板在飞艇上升过程中的全高度传热特性,并在后续研究中进行了改良[18],提出了一种基于开放式二氧化碳制冷和冷板相结合的平流层飞艇载荷舱电子设备冷却方案,该方案能够满足飞艇上升过程的制冷要求,且在低储存温度、大管径、低背压的情况下制冷量损失较小。
李磊[19]则提出了一种以相变蓄冷为舱内制冷的技术思路,并采用数值仿真与实验测试相结合的方法对其可行性和有效性进行了探究。