大功耗星载电子设备平面度分析与控制设计
                                                            王〓东
                                    (中国电子科技集团公司第十研究所，四川 成都〓610036)
摘要：平面度是星载电子设备热设计过程中需要重点考虑的关键指标。通过分析某大功耗星载模块化电子设备平面度的影响因素，提出了一种星载模块化电子设备满足高平面度要求的设计和过程控制方法。实物测试结果表明，使用该方法可满足设备的平面度指标要求，验证了该方法的正确性和可行性。
关键词：大功耗；星载电子设备；平面度；模块化设计
中图分类号：TG83〓文献标识码：A〓文章编号：2095-509X(2018)05-0065-04


    星载电子设备需要承受运输、发射、爬升及在轨工作等各个阶段的热环境，尤其是在入轨工作后，会受到真空、微重力、深冷空间、粒子辐照、太阳紫外辐射及轨道热源等空间环境因素的共同作用，使星载电子设备所面对的热环境异常复杂。因此，如何使星载电子设备具有很高的可靠性和热环境适应性是其结构设计的关键内容。
   安装在卫星舱体内部的电子设备，由于处在真空状态，自然对流无法产生，只能通过与安装平台间的传导、与舱壁及周围设备间的辐射来实现热量的耗散。为了提高辐射散热，可以通过采用增大有效辐射表面积、对设备外表面做发黑处理以提高表面发射率等方法来实现。传导则需要金属良导体来实现。根据固体导热的傅立叶定论可知，两个相互接触的表面之间实现接触传热，在材料、导热路径等因素不变的情况下，接触面积的大小决定了热传导的效果。接触表面的平面度决定了两个表面间的接触状况，对设备的散热有着重要的影响，因此在热设计中需要重点考虑。通常情况下，安装面平面度需不大于0.1mm/(100mm×100mm)。
     本文对某大功耗星载电子设备进行了构型设计和平面度分析计算，并通过实物测试，验证了设计的正确性和可行性。

1〓构型设计
     星载电子设备的构型种类繁多，主要有箱体内〖LL〗插板式、模块化组合或拼接式、盒体式等［3］。其中，模块化组合或拼接式构型因其具有扩展性好、维修方便等优点，是星载电子设备的首选构型。如图 1所示的传统拼接式星载电子设备通常将多个功能模块彼此之间通过螺栓联接，再固定在公用底板上，然后与卫星平台连接。

图1〓传统的模块化星载电子设备构型

    传统构型的星载模块化电子设备的安装底板为单一零件，其平面度能较容易地控制在0.1mm/(100mm×100mm)以内，但是会增加设备体积和质量，且设备内部发热器件向卫星平台传导热量的路径较长，热阻较大。
     某大功耗星载电子设备由5个功能模块组成，其本体尺寸为320mm×175mm×238mm，总质量约18kg，总热耗约120W。利用Flotherm工具软件建立基于传统结构构型的热分析模型，通过数字仿真计算，获得了其在真空、微重力环境下设备内部发热器件的温度水平，发现部分器件的结温不满足I级降额的要求。为了降低发热器件的温度水平，缩.....


作者简介：王东（1985—），男，四川内江人，中国电子科技集团有限公司第十研究所工程师，硕士,现从事航天电子设备结构设计研究工作。


（文章来源《机械设计与制造工程》杂志如需详细资料请联系江苏机械门户网客服QQ:2980918915,电话025-83726289）

更多关注，请扫码