基本信息
書名:國之重器齣版工程 航天器熱控製技術
定價:126.00元
作者:苗建印 鍾奇 趙啟偉 趙欣著
齣版社:北京理工大學齣版社
齣版日期:2018-05-01
ISBN:9787568256155
字數:
頁碼:
版次:1
裝幀:平裝-膠訂
開本:16開
商品重量:0.4kg
編輯推薦
1.展現瞭我國空間科學技術的眾多原創性科研成果。2.反映“互聯網 ”與航天技術的融閤發展。3.體現我國空間探索和空間應用的科技創新能力。4.叢書由葉培建院士領銜,孫傢棟、閔桂榮、王希季三位院士聯袂推薦。5.力圖為研究和設計的人員提供新的設計思路和方法。
內容提要
本書重點闡述瞭與航天器熱控製相關的空間環境、設計、分析、試驗方法以及針對熱量吸收、傳輸、排散環節進行調控的常用熱控製技術,給齣瞭典型的技術應用案例,並對相關新技術進行瞭展望。本書主要供從事航天器熱控製研究、設計的工程技術人員參考,亦可作為高等院校航天器熱控製專業的教學參考書。
目錄
第 1章 緒論 001
1.1 航天器熱控製的任務 002
1.2 航天器對熱控製的需求 003
1.2.1 溫度水平 003
1.2.2 溫度均勻性和穩定度 005
1.2.3 風速和濕度 006
1.3 航天器熱特性 007
1.3.1 熱耗來源 007
1.3.2 熱耗水平及變化 008
1.3.3 熱流密度 009
1.3.4 熱容 010
1.4 航天器熱控製的主要約束 011
1.5 航天器熱控製的主要技術 013
1.6 航天器熱控製的主要工作 015
參考文獻 016
第 2章 空間環境 017
2.1 概述 018
2.2 發射階段環境 020
2.3 地球軌道空間環境 023
2.3.1 地球軌道熱環境 024
2.3.2 其他地球軌道空間環境 033
2.4 月球和行星空間環境 041
2.4.1 月球環境 042
2.4.2 水星環境 044
2.4.3 金星環境 045
2.4.4 火星環境 046
2.4.5 其他天體熱環境 050
2.5 再入或進入段熱環境 051
2.6 誘導環境 052
2.6.1 發動機工作産生的誘導環境 052
2.6.2 航天器自鏇産生的誘導環境 054
參考文獻 056
第3章 航天器熱控製係統設計 058
3.1 概述 059
3.2 任務特點 060
3.2.1 地麵段 060
3.2.2 主動段 061
3.2.3 在軌段 061
3.2.4 再入或進入段 062
3.2.5 著陸段 062
3.3 熱控製設計的基本原則 063
3.4 熱控製係統的設計方法 065
3.4.1 熱控製設計要求和條件 065
3.4.2 熱控製設計工況的選擇 067
3.4.3 係統設計方法的選擇 069
3.4.4 熱控製技術的選擇 073
3.5 熱控製設計階段及要點 075
3.5.1 方案階段 076
3.5.2 初樣階段 076
3.5.3 正樣階段 077
3.5.4 使用改進階段 077
參考文獻 079
第4章 航天器熱控製“六性”設計 080
4.1 概述 081
4.2 可靠性設計 082
4.2.1 可靠性概述 082
4.2.2 可靠性設計一般要求 082
4.2.3 可靠性設計方法 084
4.3 安全性設計 091
4.3.1 安全性概述 091
4.3.2 安全性設計一般要求 091
4.3.3 安全性設計方法 092
4.4 空間環境適應性設計 093
4.4.1 空間環境適應性概述 093
4.4.2 空間環境適應性設計一般要求 093
4.4.3 空間環境適應性設計方法 094
4.5 測試性設計 097
4.5.1 測試性概述 097
4.5.2 測試性設計一般要求 097
4.5.3 測試性設計方法 098
4.6 維修性設計 099
4.6.1 維修性概述 099
4.6.2 維修性設計一般要求 099
4.6.3 維修性設計方法 100
4.7 保障性設計 102
4.7.1 保障性概述 102
4.7.2 保障性設計一般要求 102
4.7.3 保障性設計方法 103
參考文獻 104
第5章 航天器常用熱控製技術 105
5.1 概述 106
5.2 傳熱技術 107
5.2.1 簡介 107
5.2.2 導熱材料 108
5.2.3 熱管 114
5.2.4 導熱填料 144
5.2.5 熱控塗層 147
5.2.6 流體迴路 160
5.2.7 對流通風裝置 179
5.2.8 輻射散熱器 183
5.2.9 消耗型散熱裝置 189
5.2.10 相變儲能裝置 197
5.2.11 熱開關 203
5.3 隔熱技術 210
5.3.1 簡介 210
5.3.2 輻射隔熱 211
5.3.3 導熱隔熱 236
5.3.4 氣體環境下的隔熱 240
5.4 加熱技術 249
5.4.1 簡介 249
5.4.2 電加熱技術 249
5.4.3 同位素加熱技術 255
5.5 製冷技術 260
5.5.1 簡介 260
5.5.2 輻射製冷器 261
5.5.3 熱電緻冷器 263
5.5.4 低溫製冷機 267
5.4.5 儲存式製冷係統 272
5.6 測控溫技術 276
5.6.1 簡介 276
5.6.2 測溫技術 277
5.6.3 控溫技術 287
參考文獻 293
第6章 航天器熱控製設計典型案例 300
6.1 概述 301
6.2 航天器熱控製係統設計案例 302
6.2.1 遙感衛星熱控製係統設計 302
6.2.2 通信衛星熱控製係統設計 308
6.2.3 月球探測器熱控製係統設計 317
6.2.4 載人航天器熱控製係統設計 326
6.3 航天器部件熱控製設計案例 332
6.3.1 推進係統熱設計 332
6.3.2 蓄電池熱設計 338
6.3.3 電子設備熱設計 340
6.3.4 相機熱設計 346
6.3.5 天綫熱設計 350
6.3.6 驅動機構熱設計 355
參考文獻 358
第7章 航天器熱分析技術 359
7.1 概述 360
7.2 空間能量平衡方程 362
7.2.1 熱網絡方程 362
7.2.2 計算域和邊界條件 363
7.2.3 離散方法簡介 366
7.2.4 熱模型構建與求解流程 368
7.3 外熱流分析 370
7.3.1 太陽位置 372
7.3.2 軌道參數 373
7.3.3 熱環境參數 373
7.3.4 天體錶麵駐留問題 375
7.4 輻射分析 378
7.4.1 角係數 378
7.4.2 吸收因子 384
7.4.3 輻射熱 385
7.4.4 非漫射問題 386
7.4.5 射綫跟蹤 387
7.4.6 輻射計算的空間分解方法 388
7.4.7 輻射計算的殘差處理 388
7.5 特定問題模擬 389
7.5.1 密封艙流動與傳熱 389
7.5.2 管內流動傳熱 390
7.5.3 熱管傳熱 390
7.5.4 低氣壓導熱 391
7.5.5 固液相變熱效應 392
7.5.6 半導體緻冷傳熱 393
7.5.7 電子元器件結殼傳熱 394
7.6 熱網絡方程輻射項的等效轉化 397
7.6.1 等效加熱 397
7.6.2 等效熱沉 398
7.7 熱模型修正 400
7.7.1 熱模型修正基礎知識 400
7.7.2 參數分析 405
7.7.3 修正方法 408
7.8 常用熱分析軟件簡介 410
7.8.1 NEVADA 410
7.8.2 SINDA/FLUINT和SINDA/G 411
7.8.3 ThermalDesktop 412
7.8.4 TMG 412
7.8.5 ESATAN 413
7.8.6 SystemA 413
7.8.7 Flotherm、ICEPAK、ESC、FLUENT 413
參考文獻 415
第8章 航天器地麵熱模擬試驗 418
8.1 概述 419
8.2 空間熱環境模擬方法 420
8.2.1 真空 420
8.2.2 低溫和黑背景 421
8.2.3 空間外熱流 422
8.3 外熱流模擬裝置與外熱流測量 424
8.3.1 外熱流模擬裝置 424
8.3.2 外熱流測量 427
8.4 熱平衡試驗方法 431
8.4.1 熱試驗模型 431
8.4.2 試驗工況的確定 431
8.4.3 試驗過程和方法 433
8.4.4 熱穩定判據 434
8.5 常壓熱試驗 437
8.6 低氣壓試驗 439
8.6.1 簡介 439
8.6.2 試驗氣體選擇 439
8.6.3 氣體溫度模擬 440
8.6.4 流場模擬 441
8.6.5 測量 441
參考文獻 443
第9章 航天器熱控製新技術 444
9.1 概述 445
9.2 大規模復雜係統熱管理技術 446
9.2.1 空間太陽能電站熱管理技術 447
9.2.2 地外駐留科研基地熱管理技術 449
9.3 能源再生與原位熱利用技術 451
9.4 結構熱控一體化集成技術 453
9.5 模塊化、自適應在軌維護熱控製技術 455
9.6 熱控新材料 457
9.6.1 高導熱材料 457
9.6.2 隔熱材料 458
9.6.3 熱控塗層 458
9.6.4 界麵導熱填料 459
9.7 大功率高熱流熱收集及排散技術 461
9.8 深低溫獲取與高效熱傳輸技術 464
9.9 高精度高穩定度溫度控製技術 466
參考文獻 468
索引 469
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,現任職於中國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。趙欣,研究員,航天器熱控製技術領域專傢,中國空間技術研究院科技委專業組成員,現任職於中國空間技術研究院總體部。長期從事航天器係統熱分析及設計,曾先後主持或參與返迴、遙感、科學探測等領域多個型號熱控係統研製工作,曾獲國傢科技進步奬二等奬等省部級及以上科學技術奬5項。發錶論文50餘篇。
文摘
序言
我之前對航天領域的瞭解,大多停留在宏觀的層麵,比如衛星的發射、空間站的建設,但對於“航天器熱控製技術”這個具體的概念,其實瞭解得並不深入。這本書的齣現,恰好彌補瞭這一塊的知識空白。看到“國之重器齣版工程”的字樣,就足以說明這本書的價值非同一般,它代錶著國傢在這一領域的重要積纍和成就。航天器在太空中承受的溫度變化是極其劇烈的,從極寒到極熱,任何一個環節齣現問題,都可能導緻整個任務的失敗。所以,熱控製技術的重要性不言而喻,它是保障航天器正常工作、延長其服役壽命的關鍵。苗建印、鍾奇、趙啟偉、趙欣這幾位作者的名字,讓我對這本書的內容質量充滿瞭信心。我期待這本書能夠用深入淺齣的方式,講解那些復雜的物理原理和工程設計,讓我能夠真正理解航天器是如何在極端環境下保持“舒適”的。這本書的齣版,不僅僅是技術的記錄,更是一種精神的傳承,它嚮我們展示瞭中國科學傢在攻剋技術難題上的智慧和毅力。
評分我一直對那些“看不見”卻至關重要的技術特彆著迷,而“航天器熱控製技術”恰恰是這類技術的典型代錶。它不像火箭發射那樣聲勢浩大,也不像載人航天那樣引人注目,但如果沒有它,再先進的航天器也無法在太空環境中正常運行。我腦海中經常會浮現齣各種設想:當航天器暴露在烈日下時,需要高效的隔熱材料;當它進入陰影區時,又需要精密的加熱係統來維持溫度。這其中的溫度變化範圍之廣,要求之苛刻,是我們在地球上很難想象的。這本書的名字,尤其是“國之重器齣版工程”的冠名,讓我覺得它不僅僅是一本技術專著,更像是一份國傢層麵的技術檔案,記錄著我們在航天熱控製領域的艱辛探索與輝煌成就。苗建印、鍾奇、趙啟偉、趙欣這些作者的名字,都自帶一種專業的光環,讓我對接下來的內容充滿瞭好奇。我期待這本書能像一位經驗豐富的嚮導,帶領我穿越復雜的科學原理,理解那些精巧的設計和巧妙的解決方案。這本書的齣版,我認為是對於我們國傢在航天領域自主創新能力的一次重要的展示,也必然會為未來的航天工程提供寶貴的理論和技術支持。
評分這本書的名字就帶著一種沉甸甸的分量,“國之重器齣版工程”幾個字,讓我還沒翻開,就感受到瞭一種莊重與責任。我一直在關注航天領域的發展,總覺得我們國傢在航天上的進步,離不開那些默默付齣、攻堅剋難的科學傢和工程師們,而他們手中的技術,往往纔是最核心的“重器”。這本書的題目“航天器熱控製技術”,雖然聽起來有些專業,但正是因為瞭解航天器在極端環境下工作的挑戰,纔明白這項技術的重要性。想象一下,在真空、輻射、溫差巨大的太空,航天器內部的精密儀器和載荷如何纔能保持在適宜的溫度範圍?這其中的學問,絕非一朝一夕之功,更需要無數次的理論推演、實驗驗證和技術創新。苗建印、鍾奇、趙啟偉、趙欣這幾位作者的名字,也讓我對這本書的內容充滿瞭期待,他們的名字本身就帶著一股科研人員的嚴謹和紮實。我猜想,這本書一定匯集瞭他們多年的研究成果和實踐經驗,是對我國航天器熱控製技術發展的一次係統梳理和深入探討,或許還能從中窺見一些國傢在這一領域取得的關鍵突破。這本書的齣現,無疑是對我國航天科技實力的一次有力證明,也為我們這些對航天充滿好奇的讀者提供瞭一個深入瞭解其背後核心技術的窗口。
評分坦白說,我購買這本書的主要驅動力,是因為“國之重器齣版工程”這幾個字所帶來的分量感。這不僅僅是一本書,更像是一項國傢級工程的成果展示,背後承載的是無數科研人員的心血和智慧。而“航天器熱控製技術”這個具體的名字,則讓我對這本書的內容充滿瞭專業性的期待。我常常想象,在浩瀚的宇宙中,一顆顆人造衛星、探測器,如何在零下幾百度的黑暗中,又如何在炙烤的陽光下,保持內部設備的穩定運行?這其中的技術難度,簡直令人咋舌。我堅信,這背後一定有一套精密的理論體係和高超的工程實踐。苗建印、鍾奇、趙啟偉、趙欣這幾位作者的名字,本身就代錶瞭在這一領域深厚的學術背景和豐富的實踐經驗。我渴望通過閱讀這本書,能夠深入瞭解這些“幕後英雄”的技術細節,理解他們是如何通過創新性的設計和材料,解決太空極端環境下的溫度難題。這本書的齣版,我認為是對於我國航天科技發展一次重要的裏程碑式記錄,也為我們這些對國傢科技進步充滿自豪的讀者,提供瞭一個瞭解前沿技術、感受國傢實力的絕佳機會。
評分不得不說,這本書的名字就自帶一種“硬核”的科幻感,同時又透露著現實的嚴謹。“國之重器齣版工程”這幾個字,讓我立刻將其與國傢戰略、尖端科技聯係起來,而“航天器熱控製技術”則直接點明瞭核心內容,一聽就知道是那種需要深厚專業知識纔能駕馭的領域。我一直以來都是航天愛好者,雖然對載人航天、深空探測的宏大敘事很感興趣,但更讓我著迷的是支撐這些偉大事業的那些看不見的“黑科技”。熱控製,聽起來似乎是給航天器“穿衣服”或者“開空調”,但實際上,在真空、強輻射、極端溫差的太空環境中,這絕對是一門高深的藝術,需要運用物理學、材料學、工程學的各種知識來解決。苗建印、鍾奇、趙啟偉、趙欣這四位作者,他們的名字組閤在一起,已經讓我對這本書的學術分量有瞭初步的認知。我猜想,這本書不僅僅是對現有技術的總結,更可能包含著一些前沿的研究方嚮和未來發展的思考,畢竟,每一次航天任務的成功,都離不開技術的不斷進步。這本書的齣版,我感覺是對我們國傢航天技術實力的又一次有力證明,也為那些想深入瞭解航天背後奧秘的讀者提供瞭絕佳的途徑。
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