宇航級(jí)平板式毛細(xì)泵環(huán)路熱管研制成功

北京空間機(jī)電研究所近日完成了一種新型宇航級(jí)平板式毛細(xì)泵環(huán)路熱管的研發(fā)，并相繼通過(guò)了耐熱、力學(xué)、低溫真空等環(huán)境試驗(yàn)測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了工程化應(yīng)用。

環(huán)路熱管是目前最為先進(jìn)的熱控技術(shù)之一，其依靠毛細(xì)力驅(qū)動(dòng)工質(zhì)單向循環(huán)流動(dòng)，毛細(xì)泵是環(huán)路熱管最核心部件，提供驅(qū)動(dòng)環(huán)路熱管內(nèi)工質(zhì)循環(huán)的毛細(xì)力。其中柱狀毛細(xì)泵為最早、最傳統(tǒng)的構(gòu)型，技術(shù)已經(jīng)較為成熟，在國(guó)內(nèi)外航天熱控制領(lǐng)域應(yīng)用較多。

相較于柱狀毛細(xì)泵，平板式毛細(xì)泵無(wú)需轉(zhuǎn)接，可直接與熱負(fù)荷耦合，極大地減小傳熱熱阻和溫差，同時(shí)平板式毛細(xì)泵更具小型化潛力。為有效解決平板式毛細(xì)泵蒸發(fā)器向儲(chǔ)液器的背向漏熱問(wèn)題，分別采用低熱導(dǎo)的氮化硅和鈦合金作為平板式毛細(xì)泵的毛細(xì)芯材料和殼體材料，結(jié)構(gòu)上也有別于傳統(tǒng)構(gòu)型的平板式毛細(xì)泵，實(shí)現(xiàn)了毛細(xì)芯與泵殼內(nèi)壁的嚴(yán)格密封。該平板式毛細(xì)泵尺寸僅為50mm×40mm×16mm，而傳熱極限可達(dá)400W（長(zhǎng)10m），熱流極限達(dá)到30W/cm2，測(cè)試得到的最小熱阻值為0.018℃/W，性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

利用平板環(huán)路熱管熱二極管的特性，在有效散熱的同時(shí)可以極大地減少補(bǔ)償功耗。同時(shí)，平板環(huán)路熱管易于微型化、毛細(xì)芯受熱更加均勻，特別適用于航天器CCD/CMOS等安裝空間狹窄、對(duì)溫度穩(wěn)定性和均勻性要求都高的散熱場(chǎng)合。宇航級(jí)平板式毛細(xì)泵環(huán)路熱管產(chǎn)品的成功研制，將為航天器熱控設(shè)計(jì)帶來(lái)更多更優(yōu)的選擇。

圖1 平板式毛細(xì)泵環(huán)路熱管

圖2 平板式毛細(xì)泵

（供稿：劉昭、楊濤）