專利名稱：改進(jìn)了熱控制的三軸穩(wěn)定的同步衛(wèi)星的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是三軸穩(wěn)定同步衛(wèi)星，更具體的說(shuō)是涉及所說(shuō)衛(wèi)星的溫度控制。
眾所周知，衛(wèi)星上所攜帶的電氣設(shè)備是以熱的形式消耗能量。為了將上述設(shè)備保持在一最佳的工作溫度范圍，必須從衛(wèi)星上移走過(guò)量的熱能。而且人們還知道要將熱能這樣移走只能通過(guò)向空間輻射來(lái)實(shí)現(xiàn)。
穩(wěn)定于軌道中的三軸同步衛(wèi)星，特別是遠(yuǎn)程通訊衛(wèi)星，包含有一北面和一南面，它們是彼此相對(duì)而且分別與地球的極軸正交，通常，將熱從衛(wèi)星輻射進(jìn)空間就是由這用作熱輻射器的北南兩面來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這樣的散熱過(guò)程是有利的，這是因?yàn)楸泵婧湍厦妗は鄬?duì)于衛(wèi)星的其它面而言在全年的時(shí)間里經(jīng)受的陽(yáng)光照射最少；·在一天的時(shí)間里具有恒定的照度，也就是說(shuō)在轉(zhuǎn)一圈時(shí)它能避免極度的溫度變化。
但是，在由上述電氣設(shè)備消耗的熱能很多時(shí)，就可能發(fā)生下述情況由這北面和南面移走的熱能不足以給上述設(shè)備提供一最佳的工作溫度。
因而本發(fā)明的目的在于增加運(yùn)行衛(wèi)星的散熱能力，以避免這種缺點(diǎn)。
為此，按照本發(fā)明，這同步衛(wèi)星沿它的三個(gè)軸穩(wěn)定在它的軌道上，而且包含有至少一個(gè)第一面和至少一個(gè)第二面，它們是當(dāng)?shù)诙嫣幵陉幱爸袝r(shí)，則第一面由太陽(yáng)所照射，反之也然。值得指出的是，這種同步衛(wèi)星是在至少一個(gè)第一面和至少一個(gè)第二面之間包含有熱耦連裝置。
這樣，按照本發(fā)明，至少有一個(gè)第一面和至少有一個(gè)第二面一起被當(dāng)作一整體來(lái)進(jìn)行衛(wèi)星的額外熱控制，它是通過(guò)將過(guò)量的熱能從衛(wèi)星的向陽(yáng)側(cè)(該側(cè)具有最小的向外散熱的能力)傳遞到陰影側(cè)，該側(cè)具有很強(qiáng)的向外散熱的潛力。這樣增大衛(wèi)星的總的熱量散逸能力，它的射頻功率因而增大。
在一優(yōu)選實(shí)施例中，為易于將安裝在所述衛(wèi)星上的熱輻射裝置(電氣設(shè)備)產(chǎn)生的熱移向衛(wèi)星的外部，這些熱輻射裝置至少部分安裝在上述第一(組)和第二(組)面上，上述熱的耦連裝置確保了安裝在至少一個(gè)第一面上的上述熱輻射裝置與安裝在至少一個(gè)第二面上的上述熱輻射裝置之間的熱量傳遞。這樣，由被太陽(yáng)照射的一面(因此，極少或不可能有熱散逸)攜帶的熱輻射裝置產(chǎn)生的熱就從衛(wèi)星的較易散熱的陰影側(cè)轉(zhuǎn)移到外面。
這種第一面和第二面可以是由一個(gè)東面和一個(gè)西面組成，它們相互對(duì)著，分別橫截所述的軌道。同樣，第一面和第二面也可以由一個(gè)永遠(yuǎn)對(duì)著地球的向地面，和一個(gè)永遠(yuǎn)背離地球的背地面組成，所說(shuō)的向地面和背地面分別與赤道面相正交。
所說(shuō)的熱耦連裝置可以由任何能傳導(dǎo)熱的裝置構(gòu)成。但最好這種熱耦連是熱管(heat pipe)(一般也叫流體環(huán))，它含有一種可汽化和凝結(jié)的流體，交替地經(jīng)受從液相到汽相，然后又從汽相到液相的轉(zhuǎn)變。
特別是在遠(yuǎn)程通訊衛(wèi)星的情形，上述的散熱裝置可以是行波管，一般都用首寫字母TWT表示，特別是所說(shuō)的這些裝置都具有一輻射集熱器可以具有很大的傳遞能力。這樣的行波管具有一在很高溫度上工作的集熱器，當(dāng)與保持在大約80℃的管體比較時(shí)，其溫度大約為200℃。在此情形下，將上述行波管管體安裝在衛(wèi)星的第一(組)和第二(組)面上并將集熱器至少安放在衛(wèi)星外面的北面或南面是很有利的。
附圖將說(shuō)明本發(fā)明可實(shí)施的方式。在這些附圖中相同的零件都賦予相同的標(biāo)號(hào)。


圖1按照本發(fā)明圖示出了一顆處于它的同步軌道上的衛(wèi)星。
圖2以透視的方式圖示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
在圖1中，所示的是一顆三軸穩(wěn)定在它的繞地球3的軌道2上的同步衛(wèi)星1。該衛(wèi)星1具有一平行六面體的外形，它包含有與地球極軸垂直的一個(gè)北面4和一個(gè)南面5，以及一個(gè)向地面6，一個(gè)背地面7，一個(gè)東面8和一個(gè)西面9，這后四個(gè)面6到9都與赤道平面正交。
上述向地面6和背地面7都分別永遠(yuǎn)地朝向地球和背離地球。軌道2垂直橫穿東面8和西面9。
設(shè)置有兩光電池板10和11以供給衛(wèi)星1電能。
設(shè)置有兩光電池板10和11以供給衛(wèi)星1電能。
通常，如象衛(wèi)星1那樣衛(wèi)星，的熱控制是將北、南兩面4和5單獨(dú)用作散熱器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，如上所述，可將這兩個(gè)面進(jìn)行熱耦連。
按照本發(fā)明在衛(wèi)星1中也可對(duì)面6到面9加以利用。
如圖2所示，衛(wèi)星1封裝有一些散熱裝置12，例如行波管，在里面。
在圖2所示的具體實(shí)施例中，這些行波管12都是這樣安裝的，使得它們的輻射集熱器13伸出在北面4外，而它們的管體14則相應(yīng)安置在東面8和西面9上。此外，安裝在東面8上的行波管管體14與安裝在西面9上的行波管12的管體14通過(guò)熱管15和16進(jìn)行熱耦連。這些熱管都是流體循環(huán)型的，其中都封裝有可氣化又可凝結(jié)的液體，它們交替地經(jīng)歷從液相到汽相和與之相反的轉(zhuǎn)變。
在所示例子中，每個(gè)熱管15和16都包含有與安裝在東面8上的管體14接觸的分支15A或16A，和與安裝在西面9上的管體14接觸的分支15B或16B，以及連接分支15A和15B或16A和16B的中間部分15C或16C。
同樣配置的散熱裝置12可以安裝在南面5一側(cè)。
這樣，在東面8和西面9之間就實(shí)現(xiàn)了熱耦連。
從前述容易明白，按照本發(fā)明，下述的一些面也可進(jìn)行熱耦連·向地面6和背地面7；·東面8和西面9，以及向地面6和背地面7；·東面8同時(shí)與西面9和向地面6等等，這樣的熱耦連的目的是連續(xù)不斷地將多余的熱能從衛(wèi)星1的向陽(yáng)側(cè)傳遞到陰影側(cè)。
通過(guò)實(shí)施本發(fā)明，因而在不增大衛(wèi)星尺寸的情形下提高衛(wèi)星的散熱能力。
權(quán)利要求
1.沿其三根軸穩(wěn)定在其軌道(2)上的同步衛(wèi)星(1)，它至少在其一個(gè)第一面和至少其一個(gè)第二面之間包含有熱的耦連裝置(15，16)。其特征在于上述第一面(6，8)和第二面(7，9)是這樣的當(dāng)?shù)诙嫣幱陉幱爸袝r(shí)，第一面就受到太陽(yáng)的照射，反之也然。
2.按照權(quán)利要求1所述的同步衛(wèi)星(1)，其特征在于第一和第二面是由東面(8)和西面(9)所組成的，它們相互對(duì)著，分別橫截所述軌道(2)。
3.按照權(quán)利要求1或2中的一項(xiàng)所述的同步衛(wèi)星(1)，其特征在于第一和第二面是由永遠(yuǎn)指向地球的向地面(6)和一個(gè)永遠(yuǎn)背離地球的背地面所組成的，上述向地面和背地面分別與赤道相正交。
4.按照權(quán)利要求1到3中的一項(xiàng)所述的同步衛(wèi)星(1)，其特征在于上述第一和第二面(6-9)攜帶有一些散熱裝置(12)，而且上述熱的耦連裝置(15，16)確保了在被至少一個(gè)第一面攜帶的上述裝置和被至少一個(gè)第二面攜帶的上述裝置之間的熱量傳遞。
5.按照權(quán)利要求1到4中的一項(xiàng)所述的同步衛(wèi)星(1)，其特征在于這樣的熱的耦連器件(15，16)就是熱管，它含有一種可汽化和凝結(jié)的流體，交替地經(jīng)受從液相到汽相，然后又從汽相到液相的轉(zhuǎn)變。
6.按照權(quán)利要求4到5中的一項(xiàng)所述的同步衛(wèi)星(1)，其特征在于上述的散熱裝置(12)是一些行波管。
7.按照權(quán)利要求6所述的同步衛(wèi)星(1)，它包含有一北面和一南面，它們是彼此相對(duì)而且與地球(3)的極軸正交，其特征在于將上述行波管管體(14)安裝在衛(wèi)星的第一(組)和第二(組)面(8，9)上和將行波管的集熱器(13)安放在衛(wèi)星(1)外面，至少是在上述北面和南面(4，5)中之一的那一側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明設(shè)計(jì)的是一種沿其三根軸穩(wěn)定在其軌道上的同步衛(wèi)星,它至少由一個(gè)第一面(8)和至少一個(gè)第二面(9)組成,使得當(dāng)?shù)诙嫣幵陉幱爸袝r(shí)第一面卻被太陽(yáng)所照射著,而且反之也然。本發(fā)明的特征在于:此衛(wèi)星在至少一個(gè)第一面(8)和至少一的第二面(9)之間包含有效耦連裝置(15,16)。本發(fā)明可用于衛(wèi)星的溫度控制,尤其是用于遠(yuǎn)程通信衛(wèi)星。
文檔編號(hào)B64G1/46GK1246831SQ9880242
公開日2000年3月8日 申請(qǐng)日期1998年2月6日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月10日
發(fā)明者J·C·卡薩格內(nèi), B·莫瑟蒂, D·勒布羅, P·庫(kù)特奧 申請(qǐng)人:阿爾卡泰爾公司