基本信息
書名:航天器熱控製技術/空間技術與科學研究叢書
定價:156.00元
作者:苗建印,鍾奇,趙啟偉,趙欣,葉培建,張洪太,餘
齣版社:北京理工大學齣版社
齣版日期:2018-03-01
ISBN:9787568254465
字數:
頁碼:468
版次:1
裝幀:精裝
開本:16開
商品重量:0.4kg
編輯推薦
內容提要
《航天器熱控製技術/空間技術與科學研究叢書》是《空間技術與科學研究叢書》23分冊之一。該書立足於航天器熱控製技術總體和專業兩個方麵的特色,強調航天器熱控製技術係統性工程應用經驗及熱控製專業的自身發展、應用,凝練和總結瞭熱控製技術的相關知識和係統設計要素。
全書內容安排為9章。章為緒論,包括航天器熱控製的任務、航天器對熱控製的需求、航天器熱特性、航天器熱控製的主要約束等內容;第2章為空間環境,包括發射階段環境、地球軌道空間環境、月球和行星空間環境、再入或進入段熱環境等內容;第3章為航天器熱控製係統設計,包括任務特點、設計原則、設計方法、設計階段及要點等內容;第4章為航天器熱控製“六性”設計,包括可靠性、安全性、空間環境適應性等內容;第5章為航天器常用熱控製技術,包括傳熱技術、隔熱技術、加熱技術、製冷技術和測控溫技術等內容;第6章為航天熱控製設計典型案例,包括熱控製係統設計案例、部件熱控製設計案例等內容;第7章為航天器熱分析技術,包括外熱流分析、輻射分析、特定問題模擬、熱模型修正等內容;第8章為航天器地麵熱模擬試驗,包括空間熱環境模擬方法、外熱流模擬裝置與熱流測量、熱平衡試驗方法等內容;第9章為航天器熱控製新技術,包括大規模復雜係統熱管理技術、能源再生與原位熱利用技術,模塊化、自適應在軌維護熱控製技術等內容。
目錄
章 緒論
1.1 航天器熱控製的任務
1.2 航天器對熱控製的需求
1.2.1 溫度水平
1.2.2 溫度均勻性和穩定度
1.2.3 風速和濕度
1.3 航天器熱特性
1.3.1 熱耗來源
1.3.2 熱耗水平及變化
1.3.3 熱流密度
1.3.4 熱容
1.4 航天器熱控製的主要約束
1.5 航天器熱控製的主要技術
1.6 航天器熱控製的主要工作
參考文獻
第2章 空間環境
2.1 概述
2.2 發射階段環境
2.3 地球軌道空間環境
2.3.1 地球軌道熱環境
2.3.2 其他地球軌道空間環境
2.4 月球和行星空間環境
2.4.1 月球環境
2.4.2 水星環境
2.4.3 金星環境
2.4.4 火星環境
2.4.5 其他天體熱環境
2.5 再入或進入段熱環境
2.6 誘導環境
2.6.1 發動機工作産生的誘導環境
2.6.2 航天器自鏇産生的誘導環境
參考文獻
第3章 航天器熱控製係統設計
3.1 概述
3.2 任務特點
3.2.1 地麵段
3.2.2 主動段
3.2.3 在軌段
3.2.4 再入或進入段
3.2.5 著陸段
3.3 熱控製設計的基本原則
3.4 熱控製係統的設計方法
3.4.1 熱控製設計要求和條件
3.4.2 熱控製設計工況的選擇
3.4.3 係統設計方法的選擇
3.4.4 熱控製技術的選擇
3.5 熱控製設計階段及要點
3.5.1 方案階段
3.5.2 初樣階段
3.5.3 正樣階段
3.5.4 使用改進階段
參考文獻
第4章 航天器熱控製“六性”設計
4.1 概述
4.2 可靠性設計
4.2.1 可靠性概述
4.2.2 可靠性設計一般要求
……
第5章 航天器常用熱控製技術
第6章 航天器熱控製設計典型案例
第7章 航天器熱分析技術
第8章 航天器地麵熱模擬試驗
第9章 航天器熱控製新技術
索引
作者介紹
苗建印,研究員,博士生導師,航天器熱控製技術領域專傢,現任職於中國空間技術研究院總體部,空間熱控技術北京市重點實驗室主任。主要從事空間高效傳熱技術方嚮研究工作,參與瞭“嫦娥三號”等多個宇航任務的研製。曾多次獲得國防科學技術進步奬等奬勵,授權發明41項,發錶核心期刊論文20餘篇。
鍾奇,研究員,航天熱控領域專傢,現任職於中國空間技術研究院總體部;某項目技術負責人,航天科技集團有限公司學術技術帶頭人,享受特殊津貼。主要從事航天器熱控係統設計及熱分析研究工作。參與瞭載人飛船、導航星座等領域多個型號熱控係統的研製。獲省部級科學技術奬6項。授權發明20項,發錶論文40餘篇。
趙啟偉,研究員,航天器熱控製技術領域專傢,《航天器工程》編委,現任職於中睏空間技術研究院總體部。長期從事航天器熱控專業技術研究,負責多個型號及衛星平颱熱控係統研製。多次榮獲國防科學技術進步奬、軍隊科學技術進步奬等科技奬。授權發明10項,發錶論文30餘篇。
文摘
序言
章 緒論
1.1 航天器熱控製的任務
1.2 航天器對熱控製的需求
1.2.1 溫度水平
1.2.2 溫度均勻性和穩定度
1.2.3 風速和濕度
1.3 航天器熱特性
1.3.1 熱耗來源
1.3.2 熱耗水平及變化
1.3.3 熱流密度
1.3.4 熱容
1.4 航天器熱控製的主要約束
1.5 航天器熱控製的主要技術
1.6 航天器熱控製的主要工作
參考文獻
第2章 空間環境
2.1 概述
2.2 發射階段環境
2.3 地球軌道空間環境
2.3.1 地球軌道熱環境
2.3.2 其他地球軌道空間環境
2.4 月球和行星空間環境
2.4.1 月球環境
2.4.2 水星環境
2.4.3 金星環境
2.4.4 火星環境
2.4.5 其他天體熱環境
2.5 再入或進入段熱環境
2.6 誘導環境
2.6.1 發動機工作産生的誘導環境
2.6.2 航天器自鏇産生的誘導環境
參考文獻
第3章 航天器熱控製係統設計
3.1 概述
3.2 任務特點
3.2.1 地麵段
3.2.2 主動段
3.2.3 在軌段
3.2.4 再入或進入段
3.2.5 著陸段
3.3 熱控製設計的基本原則
3.4 熱控製係統的設計方法
3.4.1 熱控製設計要求和條件
3.4.2 熱控製設計工況的選擇
3.4.3 係統設計方法的選擇
3.4.4 熱控製技術的選擇
3.5 熱控製設計階段及要點
3.5.1 方案階段
3.5.2 初樣階段
3.5.3 正樣階段
3.5.4 使用改進階段
參考文獻
第4章 航天器熱控製“六性”設計
4.1 概述
4.2 可靠性設計
4.2.1 可靠性概述
4.2.2 可靠性設計一般要求
……
第5章 航天器常用熱控製技術
第6章 航天器熱控製設計典型案例
第7章 航天器熱分析技術
第8章 航天器地麵熱模擬試驗
第9章 航天器熱控製新技術
索引
這本書的價值,在於它提供瞭一個非常紮實的理論基礎,並且將這些理論巧妙地融入到瞭實際工程應用中。我最喜歡的是書中關於“熱設計準則”的闡述。它不僅僅是告訴你一個公式,而是告訴你為什麼要有這個公式,以及在實際設計中需要考慮哪些因素。比如,對於一個熱控係統的設計,書中會從任務目標、工作環境、壽命要求、成本限製等多個維度進行分析,然後給齣相應的熱設計策略。這讓我感覺,航天器的熱控設計,是一個係統性的工程,需要綜閤考慮各種因素。書中對“熱材料”特性的詳盡介紹,是我覺得特彆實用的一部分。它不僅列舉瞭各種材料的導熱係數、比熱容、熱膨脹係數等參數,還分析瞭這些材料在真空、高溫、低溫等不同環境下的穩定性。這對於我理解為什麼某些材料會被用於航天器,而另一些則不行,提供瞭非常有價值的信息。我印象特彆深刻的是關於“熱界麵材料”的討論,它詳細介紹瞭各種導熱膏、導熱墊的性能,以及如何選擇閤適的材料來減小界麵熱阻。這本書,不僅僅是關於“溫度”的討論,更是關於“能量”的流動和控製,以及如何在極端環境下,將這些能量引導到最閤適的地方。
評分這本書對我來說,就像是一次深入太空的“幕後探訪”。之前我總覺得航天器隻是一個高科技的集閤體,但很少會去思考它內部的“溫度調控”問題。《航天器熱控製技術》這本書,則把這個“幕後”的工作展現在瞭我麵前。我最吸引我的部分是關於航天器熱設計中“冗餘”和“故障處理”的考量。書中詳細闡述瞭如何設計具有冗餘度的熱控係統,以應對部分組件失效的情況。例如,對於關鍵的熱控設備,會考慮設置備份,或者設計能夠適應不同工作狀態的方案。這讓我意識到,航天器的設計不僅僅是追求最佳性能,更是要保證足夠的可靠性。書中對航天器在軌熱異常事件的分析,也讓我對這些潛在的風險有瞭更深刻的認識。它列舉瞭一些實際發生的案例,分析瞭故障的原因以及采取的應對措施,這些經驗對於未來的航天器設計具有重要的指導意義。我發現,航天器的熱控設計,是一個不斷權衡和取捨的過程,需要在有限的資源下,最大限度地保證航天器的安全和任務的成功。書中對各種熱控材料的性能指標和適用範圍的詳細對比,也讓我看到瞭這種“權衡”是如何體現在具體材料選擇上的。讀完這本書,我對航天器設計背後的智慧和努力,有瞭更深的敬意。
評分這本《航天器熱控製技術》的齣現,簡直像及時雨一樣,解瞭我燃眉之急。我之前參與的一個小型衛星項目,雖然概念上很有前景,但在實際熱管理方麵就卡住瞭。我們團隊對航天器熱控製的理解主要停留在概念層麵,對具體的工程實現、各種熱控材料的選用、以及不同工況下的熱分析模型就顯得非常薄弱。這本書的內容,從基礎理論講到具體應用,層層遞進,讓我對熱控係統的設計流程有瞭更清晰的認識。特彆是關於多層隔熱材料(MLI)的章節,詳細講解瞭MLI的結構、性能參數、安裝方式以及失效分析,這對於我們選擇閤適的隔熱方案至關重要。書中還列舉瞭許多實際案例,分析瞭不同類型航天器(如通信衛星、遙感衛星、深空探測器)所麵臨的熱控挑戰以及相應的解決方案,這些寶貴的經驗對我們非常有啓發。我尤其欣賞書中對熱控係統可靠性設計和在軌故障診斷的探討,這遠超齣瞭我之前對熱控僅限於“保溫”和“散熱”的認知。通過閱讀,我深刻體會到熱控係統是航天器穩定運行的生命綫,其設計復雜度和重要性不容小覷。書中對不同材料的熱導率、比熱容、熱輻射係數等物理參數的詳細介紹,以及如何根據這些參數進行熱平衡計算,讓我能夠更科學地評估材料選擇的閤理性。此外,書中關於主動熱控技術的介紹,例如熱管、脈衝管製冷機等,也為我們拓展瞭思路,思考在成本和復雜性允許的情況下,是否可以采用更高效的主動熱控手段來應對極端的熱環境。這本書不僅僅是理論的堆砌,更像是給瞭一個可以直接上手操作的工具箱,讓我感覺自己離成功解決熱控難題又近瞭一大步。
評分這本書的齣現,為我解決一個長期存在的睏惑提供瞭清晰的思路。我一直對航天器錶麵的塗層是如何影響其溫度感到好奇,尤其是那些看起來普通的顔色,卻能在太空極端環境下發揮巨大的作用。《航天器熱控製技術》這本書,則詳細解答瞭我的疑問。它不僅僅是列舉瞭各種塗層的顔色,更是深入分析瞭不同塗層的光譜特性,比如太陽吸收率、紅外發射率等,以及這些特性是如何影響航天器與外界進行熱量交換的。書中對“太陽反射塗層”和“紅外發射塗層”的詳細講解,讓我明白瞭為什麼航天器錶麵常常會呈現齣特殊的顔色。它不僅介紹瞭這些塗層的成分和製造工藝,還分析瞭它們在不同溫度下的穩定性和耐久性。我尤其欣賞書中對“熱控塗層失效機理”的探討,它分析瞭紫外綫輻射、原子氧侵蝕、粒子轟擊等因素對塗層性能的影響,以及如何通過設計來提高塗層的使用壽命。這讓我意識到,航天器錶麵的材料選擇,絕不僅僅是美觀問題,而是關乎整個航天器能否正常工作。讀完這本書,我感覺自己對航天器錶麵的“皮膚”有瞭更深的理解,它不僅僅是一層保護,更是航天器與外界進行“呼吸”和“交流”的重要媒介。
評分我一直對航天器的技術細節充滿瞭好奇,尤其是那些我們平時看不到,但卻至關重要的部分。而《航天器熱控製技術》這本書,恰好滿足瞭我這種探索欲。它以一種非常係統和全麵的方式,揭示瞭航天器如何在極端的太空環境中保持“恒溫”。我最喜歡的是書中對航天器熱設計流程的細緻描述。它從任務需求分析開始,到熱模型建立、熱控方案選擇、詳細設計、熱分析計算、到最終的地麵驗證,整個流程梳理得非常清晰。這對於我理解整個航天器研發過程中,熱控設計是如何被納入考慮的,非常有幫助。書中對各種熱控方案的優劣勢分析,也讓我能夠更好地理解為什麼不同的航天器會采用不同的熱控策略。比如,對於需要長時間工作的深空探測器,它會傾嚮於采用更可靠的被動熱控技術,而對於需要精確溫度控製的科學儀器,則可能需要更復雜的主動熱控係統。書中關於熱輻射計算的章節,我反復閱讀瞭幾遍。它詳細講解瞭如何利用濛特卡羅法、有限元法等數值方法來求解復雜幾何形狀和錶麵特性的輻射傳熱問題,這對於精確預測航天器的溫度分布至關重要。雖然這些數學方法對我來說還有些難度,但書中給齣的原理和思路,已經讓我對這個領域的深度有瞭初步的認識。這本書讓我覺得,航天器的每一個組成部分,甚至每一塊材料,都經過瞭精密的計算和考量,纔能夠最終在太空中穩定運行。
評分老實說,一開始拿到這本《航天器熱控製技術》時,我並沒有抱太大的期望,畢竟這類技術書籍往往枯燥乏味,公式一大堆,讀起來費勁。然而,這本書的打開方式卻完全齣乎我的意料。它沒有上來就丟給你一堆晦澀難懂的公式和理論,而是先從航天器所處的嚴酷空間環境入手,生動地描述瞭真空、高低溫交變、強太陽輻射等極端條件對航天器內部設備的影響。這種“情境導入”的方式,瞬間就將我代入瞭航天器設計者所麵臨的睏境,也讓我明白為什麼熱控製如此重要。接著,書中循序漸進地介紹瞭各種被動熱控技術,例如錶麵塗層、隔熱材料、散熱器等。我特彆喜歡它對各種塗層材料的對比分析,從選擇依據、性能指標到實際應用案例,都講解得十分到位。比如,對於太陽反射塗層,書中不僅列齣瞭不同塗層的反射率數據,還分析瞭它們在不同溫度下的穩定性和耐久性,這對於我選擇適閤特定任務的塗層提供瞭非常實用的參考。而且,書中並沒有迴避熱控係統設計中的一些難點和挑戰,比如如何準確預測航天器在不同軌道和姿態下的熱負荷,如何處理內部發熱部件的熱量,以及如何防止熱量在組件之間傳遞引起過熱或過冷。它提齣的計算方法和設計原則,都顯得非常嚴謹和實用。讀完這本書,我感覺自己對航天器熱控製有瞭更全麵、更深入的理解,不再僅僅是停留在錶麵,而是能夠從更宏觀和微觀的層麵去思考問題。
評分坦白說,我接觸這本書的初衷,更多是帶著一種“瞭解一下”的心態,並沒有預設它能帶來多大的驚喜。畢竟,作為一本技術性很強的專著,往往會偏重於理論深度,而忽略瞭實際操作的指導意義。然而,這本書卻給瞭我一個截然不同的閱讀體驗。它不僅僅停留在抽象的理論層麵,而是將大量的理論知識與具體的工程實踐緊密結閤。我印象特彆深刻的是書中關於熱控係統集成與測試的章節。它詳細介紹瞭在地麵進行的各種熱真空試驗、熱平衡試驗、熱量錶測試等,以及如何根據試驗結果來驗證設計模型的準確性。這讓我意識到,熱控係統的設計並非一蹴而就,而是需要經過反復的迭代和驗證。書中對於不同測試設備的介紹,以及如何進行數據采集和分析,都為我打開瞭新的視野。此外,它對熱控係統中常見故障的分析和應對策略的探討,也讓我受益匪淺。比如,它列舉瞭因材料老化、密封不良、製冷劑泄漏等原因造成的故障,並提齣瞭相應的診斷和修復方法。這對於任何從事航天器研製的人來說,都是寶貴的經驗。我尤其欣賞書中對“熱量流”這個概念的深入剖析,它不像我們日常理解的熱量隻是一個單嚮的傳遞過程,而是強調瞭在復雜的航天器內部,熱量會通過多種途徑相互影響。通過這本書,我對航天器熱控係統的整體性有瞭更深刻的認識,明白任何一個小的設計失誤都可能導緻整個係統的失效。
評分從這本書裏,我學到的不僅僅是技術知識,更多的是一種嚴謹的工程思維。在閱讀《航天器熱控製技術》的過程中,我深刻體會到瞭航天工程的復雜性和對細節的極緻追求。書中對於“熱預算”的講解,讓我明白瞭在航天器設計中,每一個熱量來源和去嚮都需要被精確地量化和控製。它不僅僅是簡單地計算溫度,而是要在一個整體的“能量平衡”框架下進行考慮。例如,書中會詳細分析太陽輻射、地球反照、地球紅外輻射等外部熱源對航天器的影響,並給齣計算這些熱負荷的方法。同時,還會考慮航天器內部設備工作産生的熱量,以及這些熱量如何通過傳導、輻射等方式在航天器內部傳遞。這種全麵的“熱量收支”分析,讓我對航天器的熱環境有瞭更立體的認知。我特彆欣賞書中對“熱空腔效應”的討論,以及如何通過設計來避免或利用這種效應。這在我之前的認知中是完全沒有的。書中還引入瞭許多工程上常用的術語和概念,比如“熱點”、“冷點”、“熱沉”、“熱管”等等,並對它們的原理和應用進行瞭詳細的闡述。這些知識對於理解航天器是如何在極端的溫度變化中生存下來,提供瞭非常重要的綫索。我感覺,這本書不僅僅是在教我“怎麼做”,更是在引導我“怎麼思考”。
評分我一直覺得,航天器的內部結構就像一個精密的“小型世界”,而《航天器熱控製技術》這本書,則為我揭示瞭這個“小世界”裏最重要的“調節係統”。它不僅僅是講解瞭如何讓航天器保持溫度,更是通過大量的案例分析,讓我看到瞭在實際工程中,熱控係統是如何被設計、實現和驗證的。書中關於“熱管”原理的講解,讓我對這個神奇的傳熱裝置有瞭全新的認識。它詳細介紹瞭熱管的工作原理、不同類型的熱管(如重力熱管、重力輔助熱管等),以及它們在航天器上的具體應用。這讓我明白,為什麼一些航天器能夠如此高效地將熱量從一個地方傳遞到另一個地方。同時,書中對“熱控組件”的介紹,比如熱控麵闆、隔熱瓦、製冷器等,也讓我對航天器的“內髒”有瞭更直觀的瞭解。它不僅僅是簡單地介紹這些組件的功能,更是詳細分析瞭它們的性能參數、可靠性要求,以及如何進行集成設計。我特彆喜歡書中對“熱設計手冊”和“熱控設計流程圖”的展示,這些圖錶直觀地展示瞭航天器熱控設計中的關鍵步驟和注意事項,讓我能夠更清晰地把握整個設計過程。這本書,讓我感覺像是獲得瞭一本“航天器禦寒秘籍”,讓我對航天器的生存之道有瞭更深刻的理解。
評分作為一名對空間科學充滿好奇的業餘愛好者,我一直對航天器是如何在極端的太空環境中保持正常工作的感到著迷。尤其是那些在茫茫宇宙中孤獨前行的探測器,它們要承受數百度溫差的考驗,我總是在想,它們是怎麼做到的?《航天器熱控製技術》這本書,就像是打開瞭我通往這個神秘領域的一扇大門。我最喜歡的部分是書中對航天器熱平衡方程的講解,它非常清晰地闡述瞭能量的來源(太陽輻射、地球反射、地球紅外輻射、內部設備發熱)以及能量的去嚮(嚮外輻射、傳導、對流),並通過這些基本原理,推導齣瞭如何計算航天器在不同條件下的溫度。雖然我不是專業的工程師,但書中循序漸進的講解方式,配閤大量的圖示和例子,讓我能夠逐步理解這些復雜的概念。書中關於熱控材料的介紹也非常吸引我,各種奇特的名稱,如“低吸收太陽輻射塗層”、“高發射率紅外塗層”、“氣凝膠隔熱材料”等等,讓我大開眼界。它不僅介紹瞭這些材料的特性,還解釋瞭它們為何適用於航天器,以及在設計中需要注意的細節。比如,對於一種新材料,書中會詳細分析它的熱物性參數、長期穩定性、以及與其他材料的相容性。這些信息對於理解航天器設計中的權衡和取捨非常有幫助。我發現,航天器的熱控製設計,其實是一門非常精妙的藝術,需要在滿足性能要求的同時,還要考慮重量、成本、可靠性等諸多因素。這本書讓我看到瞭這種藝術背後的科學邏輯。
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