Spacecraft Thermal Control Handbook pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Amer Inst of Aeronautics &

作者:Gilmore, David G.

出品人:

页数:725

译者:

出版时间:2002-8

价格:$ 112.94

装帧:HRD

isbn号码:9781884989117

丛书系列:

图书标签:

Spacecraft
Thermal Control
Heat Transfer
Aerospace Engineering
Space Systems
Thermal Management
Passive Thermal Control
Active Thermal Control
Multilayer Insulation
Radiators

下载链接在页面底部

facebook linkedin mastodon messenger pinterest reddit telegram twitter viber vkontakte whatsapp 复制链接

想要找书就要到本本书屋

onlinetoolsland.com

立刻按 ctrl+D收藏本页

你会得到大惊喜!!

具体描述

This new edition of the classic Satellite Thermal Control Handbook, is a thorough, technical survey of the various technologies used to achieve thermal control of all types of spacecraft, as well as the design and analysis methods used by thermal engineers. Features: Spacecraft Systems Overview; Spacecraft Thermal Environments; Thermal Design Examples; Thermal Surface Finishes; Insulation; Radiators; Heaters; Mounting and Interfaces; Louvers; Heat Switches; Phase Change Materials; Pumped Fluid Loops; Thermoelectric Coolers; Heat Pipes; Thermal Design Analysis; Thermal Contact Resistance; Precision Temperature Control; Space Shuttle Integration; Thermal Testing; Future Technologies

航天器热控系统设计与实践：新一代空间任务的挑战与机遇本书聚焦于面向未来复杂航天任务需求的航天器热控系统（Thermal Control System, TCS）的前沿设计、分析、测试与在轨运行。它旨在为航天工程师、系统设计师以及热力学领域的研究人员提供一套全面且深入的技术参考，尤其侧重于应对极端环境、高功率密度电子设备散热以及先进热管理技术在深空探测、在轨服务和高超声速飞行器等新兴领域的应用。本书结构清晰，内容涵盖了从基础理论到复杂系统集成的各个层面，尤其强调了系统级的集成化设计思维和面向任务需求的优化策略。全书共分七个主要部分，近五十个章节，力求在广度和深度上达到新的平衡。 --- 第一部分：热控系统的基础理论与环境建模（Fundamentals and Environmental Modeling）本部分系统回顾了航天器热控领域的核心物理原理，并着重于如何建立精确的外部环境和内部载荷热模型。 1. 轨道热环境的精确建模与辐射分析：详细阐述了太阳辐射、地球反照（Albedo）和地球红外辐射（Earth IR）的计算方法，特别是针对非标准轨道（如高椭圆轨道、月球及行星际轨道）的热环境特性。引入了基于蒙特卡洛方法的辐射传输计算，用于处理复杂几何结构（如多层隔热材料、遮挡效应）下的辐射交换。讨论了在不同行星际空间尺度下，如何校准和应用太阳常数的变化范围。 2. 材料热物理特性与表面光学属性的动态变化：深入分析了影响热控性能的关键材料参数，如热导率、比热容、热膨胀系数。特别关注了材料在长期空间辐射和粒子轰击下的老化效应（如表面涂层太阳吸收率/热发射率的漂移），并提出了寿命周期内的热性能预测模型。讨论了先进材料（如碳基复合材料、智能型热控涂层）的热力学行为。 3. 航天器内部载荷热建模与功耗分析：建立了高密度电子设备（如星载计算机、高功率发射机、科学仪器）的瞬态和稳态热模型。强调了瞬态热管理的重要性，例如如何应对遥感设备在观测模式切换时的功率突变。详细分析了热源与电子元件之间的热阻路径，为散热设计提供输入。 --- 第二部分：被动热控系统的设计与优化（Passive Thermal Control System Design）被动热控是航天器热控的基石。本部分详细探讨了所有无需主动能源输入的控制技术。 4. 多层隔热组件（MLI）的结构设计与性能评估：不仅涵盖了传统的MLI设计，更深入探讨了新型超轻量化、高可靠性隔热结构的设计，如柔性薄膜集成与集成式传感器。提供了MLI泄漏率（Outgassing Rate）的精确测试方法和对系统级热损失的影响分析。 5. 表面热控涂层与油漆的应用：比较了不同热控涂层的长期稳定性和适用性，包括光学太阳反射器（OSR）、白色热控涂料以及黑色吸热涂层。重点讨论了如何通过优化涂层厚度和均匀性，最小化组件表面的温度梯度。 6. 导热结构与热沉设计：深入剖析了面向高可靠性的导热路径设计，包括使用热桥、导热垫片和灌封材料（Potting Materials）的工程化选择标准。详细介绍了均温结构（TSR）的设计原理及其在大型卫星平台上的应用，如何通过结构刚度和热导性能的耦合优化实现温度均匀化。 --- 第三部分：主动热控系统的原理与实施（Active Thermal Control System Principles）主动热控系统是应对高功率、大温差任务的关键技术。 7. 机械式热循环系统（Loop Heat Pipes & Heat Pipes）：对两相流热传输技术进行了深度解析，特别是环路热管（LHP）和分级热管（HPT）的系统级设计、流体选择（如氨、水、甲醇）以及启动和维持可靠运行的策略。分析了微重力环境下气液分离和回流的工程挑战。 8. 变导热系数（Variable Conductance Heat Pipes, VCHP）与温控百叶窗（Louvers）：阐述了VCHP如何通过调节工作流体量或毛细力实现对电子设备温度的精确设定。详细分析了温控百叶窗的驱动机构可靠性、响应速度以及在长期任务中叶片表面的污染控制技术。 9. 辐射器优化与热电冷却器（TEC）：探讨了可展开式、柔性散热器（如Stretched Membrane Radiators, SMRs）的设计，以最大化散热面积和发射率。对于使用TEC的低温载荷，本书提供了如何优化TEC堆叠、匹配热源与冷端的集成方法，以实现更高的能效比（COP）。 --- 第四部分：热控系统的集成、分析与测试（Integration, Analysis, and Testing）本部分强调了从设计到交付的工程实践。 10. 系统的热分析与数值模拟：详细介绍了瞬态和稳态热分析（Steady-State and Transient Analysis）的流程。重点讲解了如何使用有限元/有限差分方法，对包含复杂材料、接触热阻和多物理场耦合的系统进行高保真建模。讨论了简化模型（如电路模拟法）在快速迭代设计中的应用边界。 11. 热真空测试（Thermal Vacuum Testing）的流程与标准：提供了完整的地面热真空测试方案制定指南，包括环境参数（真空度、热流密度模拟）的设置、温度传感器布局、数据采集与不确定度分析。重点阐述了如何验证热控系统的设计裕度，特别是对低质量热流模拟（Low Flux Simulation）的挑战处理。 12. 零部件级热应力与疲劳分析：结合载荷分析，讨论了热循环（Thermal Cycling）对连接件、焊点和结构件的寿命影响。提出了基于NASA/ESA标准的循环寿命预测方法，并引入了热-结构耦合分析（Thermo-Mechanical Coupling）的必要性。 --- 第五部分：面向特定任务的热控挑战（Mission-Specific Thermal Challenges）本书将理论应用于前沿航天领域，展示了应对极端环境的热控方案。 13. 深空探测器（Interplanetary Probes）的热控：针对远离太阳的任务（如木星、土星系及更远），重点讨论了如何管理放射性同位素热电机（RTG）或斯特林发电机（RHSG）的热量、如何有效利用加热器（Heaters）维持低温敏感组件的温度，以及在极低辐射环境下的辐射屏蔽技术。 14. 高功率航天器与卫星星座的热管理：探讨了对高功率（>20kW）通信卫星和在轨数据中心散热的需求。介绍了先进的液冷回路（Liquid Cooling Loops）、相变材料（Phase Change Materials, PCM）在吸收瞬时高热负荷方面的集成技术，以及如何设计分布式散热网络。 15. 再入飞行器与高超声速热防护系统（TPS）的集成：探讨了航天器返回阶段的热控需求，特别是如何设计一套系统，能够在进入大气层前的低温太空环境与再入时的高温气动环境之间无缝切换和适应。关注了陶瓷基复合材料（CMC）和烧蚀材料的热物理响应。 --- 第六部分：智能与自适应热控系统（Smart and Adaptive Thermal Control）探索未来航天器热控系统向自主化、智能化发展的方向。 16. 相变材料（PCM）的优化与集成：不仅分析了传统有机/无机PCM的热力学特性，还介绍了新型微封装PCM在提高热流密度和循环稳定性的应用，以及如何将其集成到结构件内部实现隐形热管理。 17. 自适应热控技术（Adaptive TCS）：介绍了基于状态估计和预测控制的热控算法，使系统能够根据预测的载荷变化和环境波动自动调整热控参数（如百叶窗开度、流体泵速）。讨论了传感器冗余和故障检测对自适应系统的影响。 18. 空间环境下的热控制材料退化与健康监测：探讨了使用光纤布拉格光栅（FBG）等先进传感器对MLI完整性、涂层性能和热沉接触质量进行实时、分布式监测的技术，为在轨故障诊断和寿命评估提供数据支持。 --- 第七部分：热控系统的可靠性、冗余与操作（Reliability, Redundancy, and Operations） 19. 冗余设计策略与单点故障分析：详细阐述了在不同热控组件（泵、阀门、加热器、传感器）中实施不同级别的冗余（N+1, 1:1热备份）的设计准则，并进行了针对性的故障模式与影响分析（FMEA）。 20. 任务操作中的热管理策略：提供了在轨启动、轨道机动、姿态控制对热环境影响的评估方法。指导工程师如何制定地面到轨道的过渡（Ground-to-Orbit Transition）热控程序，以确保敏感设备的安全。本书力求通过详实的工程案例、最新的研究成果和严谨的分析方法，成为航天器热控领域不可或缺的工具书。它不仅是技术手册，更是引导下一代航天任务热控创新思维的指南。