基本信息
书名:航天器热控制技术/空间技术与科学研究丛书
定价:156.00元
作者:苗建印,钟奇,赵啟伟,赵欣,叶培建,张洪太,余
出版社:北京理工大学出版社
出版日期:2018-03-01
ISBN:9787568254465
字数:
页码:468
版次:1
装帧:精装
开本:16开
商品重量:0.4kg
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内容提要
《航天器热控制技术/空间技术与科学研究丛书》是《空间技术与科学研究丛书》23分册之一。该书立足于航天器热控制技术总体和专业两个方面的特色,强调航天器热控制技术系统性工程应用经验及热控制专业的自身发展、应用,凝练和总结了热控制技术的相关知识和系统设计要素。
全书内容安排为9章。章为绪论,包括航天器热控制的任务、航天器对热控制的需求、航天器热特性、航天器热控制的主要约束等内容;第2章为空间环境,包括发射阶段环境、地球轨道空间环境、月球和行星空间环境、再入或进入段热环境等内容;第3章为航天器热控制系统设计,包括任务特点、设计原则、设计方法、设计阶段及要点等内容;第4章为航天器热控制“六性”设计,包括可靠性、安全性、空间环境适应性等内容;第5章为航天器常用热控制技术,包括传热技术、隔热技术、加热技术、制冷技术和测控温技术等内容;第6章为航天热控制设计典型案例,包括热控制系统设计案例、部件热控制设计案例等内容;第7章为航天器热分析技术,包括外热流分析、辐射分析、特定问题模拟、热模型修正等内容;第8章为航天器地面热模拟试验,包括空间热环境模拟方法、外热流模拟装置与热流测量、热平衡试验方法等内容;第9章为航天器热控制新技术,包括大规模复杂系统热管理技术、能源再生与原位热利用技术,模块化、自适应在轨维护热控制技术等内容。
目录
章 绪论
1.1 航天器热控制的任务
1.2 航天器对热控制的需求
1.2.1 温度水平
1.2.2 温度均匀性和稳定度
1.2.3 风速和湿度
1.3 航天器热特性
1.3.1 热耗来源
1.3.2 热耗水平及变化
1.3.3 热流密度
1.3.4 热容
1.4 航天器热控制的主要约束
1.5 航天器热控制的主要技术
1.6 航天器热控制的主要工作
参考文献
第2章 空间环境
2.1 概述
2.2 发射阶段环境
2.3 地球轨道空间环境
2.3.1 地球轨道热环境
2.3.2 其他地球轨道空间环境
2.4 月球和行星空间环境
2.4.1 月球环境
2.4.2 水星环境
2.4.3 金星环境
2.4.4 火星环境
2.4.5 其他天体热环境
2.5 再入或进入段热环境
2.6 诱导环境
2.6.1 发动机工作产生的诱导环境
2.6.2 航天器自旋产生的诱导环境
参考文献
第3章 航天器热控制系统设计
3.1 概述
3.2 任务特点
3.2.1 地面段
3.2.2 主动段
3.2.3 在轨段
3.2.4 再入或进入段
3.2.5 着陆段
3.3 热控制设计的基本原则
3.4 热控制系统的设计方法
3.4.1 热控制设计要求和条件
3.4.2 热控制设计工况的选择
3.4.3 系统设计方法的选择
3.4.4 热控制技术的选择
3.5 热控制设计阶段及要点
3.5.1 方案阶段
3.5.2 初样阶段
3.5.3 正样阶段
3.5.4 使用改进阶段
参考文献
第4章 航天器热控制“六性”设计
4.1 概述
4.2 可靠性设计
4.2.1 可靠性概述
4.2.2 可靠性设计一般要求
……
第5章 航天器常用热控制技术
第6章 航天器热控制设计典型案例
第7章 航天器热分析技术
第8章 航天器地面热模拟试验
第9章 航天器热控制新技术
索引
作者介绍
苗建印,研究员,博士生导师,航天器热控制技术领域专家,现任职于中国空间技术研究院总体部,空间热控技术北京市重点实验室主任。主要从事空间高效传热技术方向研究工作,参与了“嫦娥三号”等多个宇航任务的研制。曾多次获得国防科学技术进步奖等奖励,授权发明41项,发表核心期刊论文20余篇。
钟奇,研究员,航天热控领域专家,现任职于中国空间技术研究院总体部;某项目技术负责人,航天科技集团有限公司学术技术带头人,享受特殊津贴。主要从事航天器热控系统设计及热分析研究工作。参与了载人飞船、导航星座等领域多个型号热控系统的研制。获省部级科学技术奖6项。授权发明20项,发表论文40余篇。
赵啟伟,研究员,航天器热控制技术领域专家,《航天器工程》编委,现任职于中困空间技术研究院总体部。长期从事航天器热控专业技术研究,负责多个型号及卫星平台热控系统研制。多次荣获国防科学技术进步奖、军队科学技术进步奖等科技奖。授权发明10项,发表论文30余篇。
文摘
序言
章 绪论
1.1 航天器热控制的任务
1.2 航天器对热控制的需求
1.2.1 温度水平
1.2.2 温度均匀性和稳定度
1.2.3 风速和湿度
1.3 航天器热特性
1.3.1 热耗来源
1.3.2 热耗水平及变化
1.3.3 热流密度
1.3.4 热容
1.4 航天器热控制的主要约束
1.5 航天器热控制的主要技术
1.6 航天器热控制的主要工作
参考文献
第2章 空间环境
2.1 概述
2.2 发射阶段环境
2.3 地球轨道空间环境
2.3.1 地球轨道热环境
2.3.2 其他地球轨道空间环境
2.4 月球和行星空间环境
2.4.1 月球环境
2.4.2 水星环境
2.4.3 金星环境
2.4.4 火星环境
2.4.5 其他天体热环境
2.5 再入或进入段热环境
2.6 诱导环境
2.6.1 发动机工作产生的诱导环境
2.6.2 航天器自旋产生的诱导环境
参考文献
第3章 航天器热控制系统设计
3.1 概述
3.2 任务特点
3.2.1 地面段
3.2.2 主动段
3.2.3 在轨段
3.2.4 再入或进入段
3.2.5 着陆段
3.3 热控制设计的基本原则
3.4 热控制系统的设计方法
3.4.1 热控制设计要求和条件
3.4.2 热控制设计工况的选择
3.4.3 系统设计方法的选择
3.4.4 热控制技术的选择
3.5 热控制设计阶段及要点
3.5.1 方案阶段
3.5.2 初样阶段
3.5.3 正样阶段
3.5.4 使用改进阶段
参考文献
第4章 航天器热控制“六性”设计
4.1 概述
4.2 可靠性设计
4.2.1 可靠性概述
4.2.2 可靠性设计一般要求
……
第5章 航天器常用热控制技术
第6章 航天器热控制设计典型案例
第7章 航天器热分析技术
第8章 航天器地面热模拟试验
第9章 航天器热控制新技术
索引
我一直觉得,航天器的内部结构就像一个精密的“小型世界”,而《航天器热控制技术》这本书,则为我揭示了这个“小世界”里最重要的“调节系统”。它不仅仅是讲解了如何让航天器保持温度,更是通过大量的案例分析,让我看到了在实际工程中,热控系统是如何被设计、实现和验证的。书中关于“热管”原理的讲解,让我对这个神奇的传热装置有了全新的认识。它详细介绍了热管的工作原理、不同类型的热管(如重力热管、重力辅助热管等),以及它们在航天器上的具体应用。这让我明白,为什么一些航天器能够如此高效地将热量从一个地方传递到另一个地方。同时,书中对“热控组件”的介绍,比如热控面板、隔热瓦、制冷器等,也让我对航天器的“内脏”有了更直观的了解。它不仅仅是简单地介绍这些组件的功能,更是详细分析了它们的性能参数、可靠性要求,以及如何进行集成设计。我特别喜欢书中对“热设计手册”和“热控设计流程图”的展示,这些图表直观地展示了航天器热控设计中的关键步骤和注意事项,让我能够更清晰地把握整个设计过程。这本书,让我感觉像是获得了一本“航天器御寒秘籍”,让我对航天器的生存之道有了更深刻的理解。
评分我一直对航天器的技术细节充满了好奇,尤其是那些我们平时看不到,但却至关重要的部分。而《航天器热控制技术》这本书,恰好满足了我这种探索欲。它以一种非常系统和全面的方式,揭示了航天器如何在极端的太空环境中保持“恒温”。我最喜欢的是书中对航天器热设计流程的细致描述。它从任务需求分析开始,到热模型建立、热控方案选择、详细设计、热分析计算、到最终的地面验证,整个流程梳理得非常清晰。这对于我理解整个航天器研发过程中,热控设计是如何被纳入考虑的,非常有帮助。书中对各种热控方案的优劣势分析,也让我能够更好地理解为什么不同的航天器会采用不同的热控策略。比如,对于需要长时间工作的深空探测器,它会倾向于采用更可靠的被动热控技术,而对于需要精确温度控制的科学仪器,则可能需要更复杂的主动热控系统。书中关于热辐射计算的章节,我反复阅读了几遍。它详细讲解了如何利用蒙特卡罗法、有限元法等数值方法来求解复杂几何形状和表面特性的辐射传热问题,这对于精确预测航天器的温度分布至关重要。虽然这些数学方法对我来说还有些难度,但书中给出的原理和思路,已经让我对这个领域的深度有了初步的认识。这本书让我觉得,航天器的每一个组成部分,甚至每一块材料,都经过了精密的计算和考量,才能够最终在太空中稳定运行。
评分从这本书里,我学到的不仅仅是技术知识,更多的是一种严谨的工程思维。在阅读《航天器热控制技术》的过程中,我深刻体会到了航天工程的复杂性和对细节的极致追求。书中对于“热预算”的讲解,让我明白了在航天器设计中,每一个热量来源和去向都需要被精确地量化和控制。它不仅仅是简单地计算温度,而是要在一个整体的“能量平衡”框架下进行考虑。例如,书中会详细分析太阳辐射、地球反照、地球红外辐射等外部热源对航天器的影响,并给出计算这些热负荷的方法。同时,还会考虑航天器内部设备工作产生的热量,以及这些热量如何通过传导、辐射等方式在航天器内部传递。这种全面的“热量收支”分析,让我对航天器的热环境有了更立体的认知。我特别欣赏书中对“热空腔效应”的讨论,以及如何通过设计来避免或利用这种效应。这在我之前的认知中是完全没有的。书中还引入了许多工程上常用的术语和概念,比如“热点”、“冷点”、“热沉”、“热管”等等,并对它们的原理和应用进行了详细的阐述。这些知识对于理解航天器是如何在极端的温度变化中生存下来,提供了非常重要的线索。我感觉,这本书不仅仅是在教我“怎么做”,更是在引导我“怎么思考”。
评分这本书对我来说,就像是一次深入太空的“幕后探访”。之前我总觉得航天器只是一个高科技的集合体,但很少会去思考它内部的“温度调控”问题。《航天器热控制技术》这本书,则把这个“幕后”的工作展现在了我面前。我最吸引我的部分是关于航天器热设计中“冗余”和“故障处理”的考量。书中详细阐述了如何设计具有冗余度的热控系统,以应对部分组件失效的情况。例如,对于关键的热控设备,会考虑设置备份,或者设计能够适应不同工作状态的方案。这让我意识到,航天器的设计不仅仅是追求最佳性能,更是要保证足够的可靠性。书中对航天器在轨热异常事件的分析,也让我对这些潜在的风险有了更深刻的认识。它列举了一些实际发生的案例,分析了故障的原因以及采取的应对措施,这些经验对于未来的航天器设计具有重要的指导意义。我发现,航天器的热控设计,是一个不断权衡和取舍的过程,需要在有限的资源下,最大限度地保证航天器的安全和任务的成功。书中对各种热控材料的性能指标和适用范围的详细对比,也让我看到了这种“权衡”是如何体现在具体材料选择上的。读完这本书,我对航天器设计背后的智慧和努力,有了更深的敬意。
评分坦白说,我接触这本书的初衷,更多是带着一种“了解一下”的心态,并没有预设它能带来多大的惊喜。毕竟,作为一本技术性很强的专著,往往会偏重于理论深度,而忽略了实际操作的指导意义。然而,这本书却给了我一个截然不同的阅读体验。它不仅仅停留在抽象的理论层面,而是将大量的理论知识与具体的工程实践紧密结合。我印象特别深刻的是书中关于热控系统集成与测试的章节。它详细介绍了在地面进行的各种热真空试验、热平衡试验、热量表测试等,以及如何根据试验结果来验证设计模型的准确性。这让我意识到,热控系统的设计并非一蹴而就,而是需要经过反复的迭代和验证。书中对于不同测试设备的介绍,以及如何进行数据采集和分析,都为我打开了新的视野。此外,它对热控系统中常见故障的分析和应对策略的探讨,也让我受益匪浅。比如,它列举了因材料老化、密封不良、制冷剂泄漏等原因造成的故障,并提出了相应的诊断和修复方法。这对于任何从事航天器研制的人来说,都是宝贵的经验。我尤其欣赏书中对“热量流”这个概念的深入剖析,它不像我们日常理解的热量只是一个单向的传递过程,而是强调了在复杂的航天器内部,热量会通过多种途径相互影响。通过这本书,我对航天器热控系统的整体性有了更深刻的认识,明白任何一个小的设计失误都可能导致整个系统的失效。
评分作为一名对空间科学充满好奇的业余爱好者,我一直对航天器是如何在极端的太空环境中保持正常工作的感到着迷。尤其是那些在茫茫宇宙中孤独前行的探测器,它们要承受数百度温差的考验,我总是在想,它们是怎么做到的?《航天器热控制技术》这本书,就像是打开了我通往这个神秘领域的一扇大门。我最喜欢的部分是书中对航天器热平衡方程的讲解,它非常清晰地阐述了能量的来源(太阳辐射、地球反射、地球红外辐射、内部设备发热)以及能量的去向(向外辐射、传导、对流),并通过这些基本原理,推导出了如何计算航天器在不同条件下的温度。虽然我不是专业的工程师,但书中循序渐进的讲解方式,配合大量的图示和例子,让我能够逐步理解这些复杂的概念。书中关于热控材料的介绍也非常吸引我,各种奇特的名称,如“低吸收太阳辐射涂层”、“高发射率红外涂层”、“气凝胶隔热材料”等等,让我大开眼界。它不仅介绍了这些材料的特性,还解释了它们为何适用于航天器,以及在设计中需要注意的细节。比如,对于一种新材料,书中会详细分析它的热物性参数、长期稳定性、以及与其他材料的相容性。这些信息对于理解航天器设计中的权衡和取舍非常有帮助。我发现,航天器的热控制设计,其实是一门非常精妙的艺术,需要在满足性能要求的同时,还要考虑重量、成本、可靠性等诸多因素。这本书让我看到了这种艺术背后的科学逻辑。
评分这本书的价值,在于它提供了一个非常扎实的理论基础,并且将这些理论巧妙地融入到了实际工程应用中。我最喜欢的是书中关于“热设计准则”的阐述。它不仅仅是告诉你一个公式,而是告诉你为什么要有这个公式,以及在实际设计中需要考虑哪些因素。比如,对于一个热控系统的设计,书中会从任务目标、工作环境、寿命要求、成本限制等多个维度进行分析,然后给出相应的热设计策略。这让我感觉,航天器的热控设计,是一个系统性的工程,需要综合考虑各种因素。书中对“热材料”特性的详尽介绍,是我觉得特别实用的一部分。它不仅列举了各种材料的导热系数、比热容、热膨胀系数等参数,还分析了这些材料在真空、高温、低温等不同环境下的稳定性。这对于我理解为什么某些材料会被用于航天器,而另一些则不行,提供了非常有价值的信息。我印象特别深刻的是关于“热界面材料”的讨论,它详细介绍了各种导热膏、导热垫的性能,以及如何选择合适的材料来减小界面热阻。这本书,不仅仅是关于“温度”的讨论,更是关于“能量”的流动和控制,以及如何在极端环境下,将这些能量引导到最合适的地方。
评分老实说,一开始拿到这本《航天器热控制技术》时,我并没有抱太大的期望,毕竟这类技术书籍往往枯燥乏味,公式一大堆,读起来费劲。然而,这本书的打开方式却完全出乎我的意料。它没有上来就丢给你一堆晦涩难懂的公式和理论,而是先从航天器所处的严酷空间环境入手,生动地描述了真空、高低温交变、强太阳辐射等极端条件对航天器内部设备的影响。这种“情境导入”的方式,瞬间就将我代入了航天器设计者所面临的困境,也让我明白为什么热控制如此重要。接着,书中循序渐进地介绍了各种被动热控技术,例如表面涂层、隔热材料、散热器等。我特别喜欢它对各种涂层材料的对比分析,从选择依据、性能指标到实际应用案例,都讲解得十分到位。比如,对于太阳反射涂层,书中不仅列出了不同涂层的反射率数据,还分析了它们在不同温度下的稳定性和耐久性,这对于我选择适合特定任务的涂层提供了非常实用的参考。而且,书中并没有回避热控系统设计中的一些难点和挑战,比如如何准确预测航天器在不同轨道和姿态下的热负荷,如何处理内部发热部件的热量,以及如何防止热量在组件之间传递引起过热或过冷。它提出的计算方法和设计原则,都显得非常严谨和实用。读完这本书,我感觉自己对航天器热控制有了更全面、更深入的理解,不再仅仅是停留在表面,而是能够从更宏观和微观的层面去思考问题。
评分这本《航天器热控制技术》的出现,简直像及时雨一样,解了我燃眉之急。我之前参与的一个小型卫星项目,虽然概念上很有前景,但在实际热管理方面就卡住了。我们团队对航天器热控制的理解主要停留在概念层面,对具体的工程实现、各种热控材料的选用、以及不同工况下的热分析模型就显得非常薄弱。这本书的内容,从基础理论讲到具体应用,层层递进,让我对热控系统的设计流程有了更清晰的认识。特别是关于多层隔热材料(MLI)的章节,详细讲解了MLI的结构、性能参数、安装方式以及失效分析,这对于我们选择合适的隔热方案至关重要。书中还列举了许多实际案例,分析了不同类型航天器(如通信卫星、遥感卫星、深空探测器)所面临的热控挑战以及相应的解决方案,这些宝贵的经验对我们非常有启发。我尤其欣赏书中对热控系统可靠性设计和在轨故障诊断的探讨,这远超出了我之前对热控仅限于“保温”和“散热”的认知。通过阅读,我深刻体会到热控系统是航天器稳定运行的生命线,其设计复杂度和重要性不容小觑。书中对不同材料的热导率、比热容、热辐射系数等物理参数的详细介绍,以及如何根据这些参数进行热平衡计算,让我能够更科学地评估材料选择的合理性。此外,书中关于主动热控技术的介绍,例如热管、脉冲管制冷机等,也为我们拓展了思路,思考在成本和复杂性允许的情况下,是否可以采用更高效的主动热控手段来应对极端的热环境。这本书不仅仅是理论的堆砌,更像是给了一个可以直接上手操作的工具箱,让我感觉自己离成功解决热控难题又近了一大步。
评分这本书的出现,为我解决一个长期存在的困惑提供了清晰的思路。我一直对航天器表面的涂层是如何影响其温度感到好奇,尤其是那些看起来普通的颜色,却能在太空极端环境下发挥巨大的作用。《航天器热控制技术》这本书,则详细解答了我的疑问。它不仅仅是列举了各种涂层的颜色,更是深入分析了不同涂层的光谱特性,比如太阳吸收率、红外发射率等,以及这些特性是如何影响航天器与外界进行热量交换的。书中对“太阳反射涂层”和“红外发射涂层”的详细讲解,让我明白了为什么航天器表面常常会呈现出特殊的颜色。它不仅介绍了这些涂层的成分和制造工艺,还分析了它们在不同温度下的稳定性和耐久性。我尤其欣赏书中对“热控涂层失效机理”的探讨,它分析了紫外线辐射、原子氧侵蚀、粒子轰击等因素对涂层性能的影响,以及如何通过设计来提高涂层的使用寿命。这让我意识到,航天器表面的材料选择,绝不仅仅是美观问题,而是关乎整个航天器能否正常工作。读完这本书,我感觉自己对航天器表面的“皮肤”有了更深的理解,它不仅仅是一层保护,更是航天器与外界进行“呼吸”和“交流”的重要媒介。
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