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太阳爆发抵近探测器的热防护设计方案研究
Study on Design Scheme of Thermal Protection of Probe for in situ Measurements of Solar Eruption

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黄善杰 1   种晓宇 2   林隽 1   金振宇 1   许方宇 1 *  
文摘 中国科学院云南天文台首次提出了太阳爆发过程及相应磁场结构抵近探测的科学项目,该项目将对太阳大气及发生在其中的剧烈活动进行前所未有的近距离测量。为项目研制的探测器近日区域运行时间将超过帕克太阳探测器(Parker Solar Probe,PSP)和太阳轨道探测器(Solar Orbiter),其热防护系统遇到的困难也远超后两者。首先分析了抵近探测器的轨道环境特点,提出了热防护的设计思路,然后给出了具体热防护系统设计、仿真和地面实验方案。初步研究显示,热防护系统的设计方案具有辐射散热好、耐高温、稳定可靠等优点。
其他语种文摘 The Yunnan Observatories of the Chinese Academy of Sciences has proposed a scientific project for in situ measurements of solar eruption and its corresponding magnetic field structure,which would carry out unprecedented close-range measurements of the solar atmosphere and intense activity. The total time close to the sun of Probe for in situ measurements of solar eruption will exceed the PSP and Solar Orbiter,and its thermal protection system will be far more difficult than the PSP and Solar Orbiter. This paper first analyzes the characteristics of the orbit environment of the Probe for in situ measurements of solar eruption,puts forward the design idea of the thermal protection,and then gives the design of the thermal protection system and the ground experiment scheme. Preliminary research shows that the design scheme of thermal protection system has the advantages of good radiation heat dissipation,high temperature resistance and high reliability.
来源 天文研究与技术 ,2021,18(1):87-100 【扩展库】
DOI 10.14005/j.cnki.issn1672-7673.20200515.001
关键词 太阳爆发的抵近探测 ; 热防护 ; 辐射制冷 ; 涂层
地址

1. 中国科学院云南天文台, 云南, 昆明, 650216  

2. 昆明理工大学, 云南, 昆明, 650093

语种 中文
文献类型 研究性论文
ISSN 1672-7673
学科 天文学
基金 国家自然科学基金
文献收藏号 CSCD:6894150

参考文献 共 20 共1页

1.  林隽. 太阳爆发的抵近探测. 中国科学:物理学力学天文学,2019,49(5):70-89 CSCD被引 1 次    
2.  Congdon E A. Development of a high-temperature optical coating for thermal management on Solar Probe Plus. Proceedings of the 10thAIAA/ASME Joint Thermophysics & Heat Transfer Conference,2013 CSCD被引 1 次    
3.  中国科学院云南天文台. 一种航天器热盾迎日面的热控涂层: 201910976421.0,2020 CSCD被引 1 次    
4.  Wang J. Microstructure and thermal properties of RETaO_4 (RE= Nd,Eu,Gd,Dy,Er,Yb,Lu) as promising thermal barrier coating materials. Scripta Materialia,2017,126:24-28 CSCD被引 31 次    
5.  Wu P. The glass-like thermal conductivity in ZrO_2-Dy_3TaO_7 ceramic for promising thermal barrier coating application. Applied Physics Letters,2018,112:131903 CSCD被引 6 次    
6.  Chen L. Thermal expansion performance and intrinsic lattice thermal conductivity of ferroelastic RETaO_4 ceramics. Journal of the American Ceramic Society,2019,102(8):4809-4821 CSCD被引 27 次    
7.  宗若菲. 稀土钽酸盐在热障涂层中的研究与应用. 航空制造技术,2019,62(3):20-31 CSCD被引 12 次    
8.  陈琳. 稀土钽酸盐陶瓷热障涂层的研究进展. 中国材料进展,2017,36(12):938-948 CSCD被引 13 次    
9.  李淑萍. 碳化铪含量对C/C复合材料喉衬烧蚀性能的影响. 新型炭材料,2012,27(4):311-314 CSCD被引 2 次    
10.  沈学涛. 碳化铪改性炭/炭复合材料喉衬的热化学烧蚀. 无机材料学报,2011,26(4):427-432 CSCD被引 2 次    
11.  Wu P. Effect of Al~(3+) doping on mechanical and thermal properties of DyTaO4 as promising thermal barrier coating application. Journal of the American Ceramic Society,2018,101(5):1818-1823 CSCD被引 10 次    
12.  Wu P. The effect of ZrO_2 alloying on the microstructures and thermal properties of DyTaO4 for high-temperature application. Journal of the American Ceramic Society,2019,102:889-895 CSCD被引 4 次    
13.  Wu P. Investigation on microstructures and thermo-physical properties of ferroelastic (Y_(1-x)Dy_x) TaO_4 ceramics. Materialia,2018,4:478-486 CSCD被引 8 次    
14.  Wu J. Low-temperature rapid synthesis of ultrafine hafnium carbide ceramic powders. Journal of Wuhan University of Technology (Materials Science),2018,33(4):843-848 CSCD被引 1 次    
15.  Lu D L. Synthesis of ultra-fine hafnium carbide powders combining the methods of liquid precursor conversion and plasma activated sintering. Ceramics International,2016,42:8108-8114 CSCD被引 1 次    
16.  鲁栋良. 超细碳化铪陶瓷粉体的制备研究,2016 CSCD被引 1 次    
17.  吴洁. 碳化铪陶瓷纳米粉体的制备与结构研究,2018 CSCD被引 2 次    
18.  曲伟. 高温及超高温热管的相容性和传热性能. 化工学报,2011,62(增刊1):77-81 CSCD被引 10 次    
19.  中国科学院云南天文台. 一种航天器电池板热控保护膜: 201910976407.0,2020 CSCD被引 1 次    
20.  庞贺伟. KM6太阳模拟器设计概述. 航天器环境工程,2006,23(3):125-133 CSCD被引 9 次    
引证文献 3 篇

1 于登云 深空极端热环境下热控材料研究现状与发展趋势 深空探测学报（中英文）,2021,8(5):447-453
CSCD被引 4 次

2 向艳超 航天器热控材料及应用研究进展 材料导报,2022,36(11B):22050193
CSCD被引 0 次

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