航天器电子设备在极端条件下运行,面临微重力、热循环和空间辐射等问题。这些因素需要强大的热管理解决方案来维持机载设备的功能和使用寿命。

太空竞赛升温航天器采用先进电子冷却系统

传统的热控制方法往往无法解决这些挑战,基于这些挑战,需要深入研究先进的热管理技术,以保证航天任务的稳定性和高效性。

西安交通大学和西安空间无线电技术研究所的研究人员于 2024 年 3 月 28 日在《能源存储与节能》杂志上发表了一篇综合评论,深入探讨了航天器电子设备的先进热管理技术。该研究根据传热过程对这些技术进行了分类,包括热量获取、传输和排出。

本评论评估了航天器电子设备的热管理技术 (TMT),重点关注热量的获取、传输和排除。它探讨了高导热材料,例如碳基复合材料和退火热解石墨 (APG),并讨论了使用微/纳米机电系统 (MEMS/NEMS) 技术的新型封装结构。

本文探讨了热传输解决方案,包括各种热管和机械泵流体回路 (MPFL),其中热管分为非分离式和分离式。还重点介绍了用于高效散热的先进微流体冷却技术。

对于散热,审查重点是可展开散热器、可变发射率散热器和相变材料(PCM),解决空间中波动的热环境,确保有效散热。

该研究的通讯作者 Wen-Xiao Chu 博士表示:“我们的评论强调了热管理技术的关键进步,这些进步对于未来太空任务的成功至关重要。通过解决航天器环境中独特的热挑战,这些技术确保了机载电子设备的可靠性和性能,为更雄心勃勃的太空探索和卫星任务铺平了道路。”

热管理技术的进步对航天工业具有重大意义。通过确保有效的热控制,这些技术提高了航天器电子设备的可靠性和使用寿命,这对于长期任务至关重要。

轻质高性能 TMT 可提高整体效率和成本效益。随着对高功率和小型化空间系统的需求不断增长,实施这些先进的热解决方案对于未来的太空探索和卫星技术至关重要。