本書重點闡述了與航天器熱控制相關的空間環境、設計、分析、試驗方法以及針對熱量吸收、傳輸、排散環節進行調控的常用熱控制技術，給出了典型的技術應用案例，并對相關新技術進行了展望。
本書主要供從事航天器熱控制研究、設計的工程技術人員參考，亦可作為高等院校航天器熱控制專業的教學參考書。
1.展現了我國空間科學技術的眾多原創性科研成果。
2.反映“互聯網+”與航天技術的融合發展。
3.體現我國空間探索和空間應用的科技創新能力。
4.叢書由葉培建院士領銜，孫家棟、閔桂榮、王希季三位院士聯袂推薦。
5.力圖為研究和設計的人員提供新的設計思路和方法。
苗建印，研究員，博士生導師，航天器熱控制技術領域專家，現任職于中國空間技術研究院總體部，空間熱控技術北京市重點實驗室主任。主要從事空間高效傳熱技術方向研究工作，參與了“嫦娥三號”等多個宇航任務的研制。曾多次獲得國防科學技術進步獎等獎勵，授權發明專利41項，發表核心期刊論文20余篇。
鐘奇，研究員，航天熱控領域專家，現任職于中國空間技術研究院總體部，某項目技術負責人，航天科技集團有限公司學術技術帶頭人，享受國務院政府特殊津貼。主要從事航天器熱控系統設計及熱分析研究工作。參與了載人飛船、導航星座等領域多個型號熱控系統的研制。獲省部級科學技術獎6項。授權發明專利20項，發表論文40余篇。
趙啟偉，研究員，航天器熱控制技術領域專家，《航天器工程》編委，現任職于中國空間技術研究院總體部。長期從事航天器熱控專業技術研究，負責多個型號及衛星平臺熱控系統研制。多次榮獲國防科學技術進步獎、軍隊科學技術進步獎等科技獎。授權發明專利10項，發表論文30余篇。
趙欣，研究員，航天器熱控制技術領域專家，中國空間技術研究院科技委專業組成員，現任職于中國空間技術研究院總體部。長期從事航天器系統熱分析及設計，曾先后主持或參與返回、遙感、科學探測等領域多個型號熱控系統研制工作，曾獲國家科技進步獎二等獎等省部級及以上科學技術獎5項。發表論文50余篇。
第 1章 緒論 001
1.1 航天器熱控制的任務 002
1.2 航天器對熱控制的需求 003
1.2.1 溫度水平 003
1.2.2 溫度均勻性和穩定度 005
1.2.3 風速和濕度 006
1.3 航天器熱特性 007
1.3.1 熱耗來源 007
1.3.2 熱耗水平及變化 008
1.3.3 熱流密度 009
1.3.4 熱容 010
1.4 航天器熱控制的主要約束 011
1.5 航天器熱控制的主要技術 013
1.6 航天器熱控制的主要工作 015
參考文獻 016
第 2章 空間環境 017
2.1 概述 018
2.2 發射階段環境 020
2.3 地球軌道空間環境 023
2.3.1 地球軌道熱環境 024
2.3.2 其他地球軌道空間環境 033
2.4 月球和行星空間環境 041
2.4.1 月球環境 042
2.4.2 水星環境 044
2.4.3 金星環境 045
2.4.4 火星環境 046
2.4.5 其他天體熱環境 050
2.5 再入或進入段熱環境 051
2.6 誘導環境 052
2.6.1 發動機工作產生的誘導環境 052
2.6.2 航天器自旋產生的誘導環境 054
參考文獻 056
第3章 航天器熱控制系統設計 058
3.1 概述 059
3.2 任務特點 060
3.2.1 地面段 060
3.2.2 主動段 061
3.2.3 在軌段 061
3.2.4 再入或進入段 062
3.2.5 著陸段 062
3.3 熱控制設計的基本原則 063
3.4 熱控制系統的設計方法 065
3.4.1 熱控制設計要求和條件 065
3.4.2 熱控制設計工況的選擇 067
3.4.3 系統設計方法的選擇 069
3.4.4 熱控制技術的選擇 073
3.5 熱控制設計階段及要點 075
3.5.1 方案階段 076
3.5.2 初樣階段 076
3.5.3 正樣階段 077
3.5.4 使用改進階段 077
參考文獻 079
第4章 航天器熱控制“六性”設計 080
4.1 概述 081
4.2 可靠性設計 082
4.2.1 可靠性概述 082
4.2.2 可靠性設計一般要求 082
4.2.3 可靠性設計方法 084
4.3 安全性設計 091
4.3.1 安全性概述 091
4.3.2 安全性設計一般要求 091
4.3.3 安全性設計方法 092
4.4 空間環境適應性設計 093
4.4.1 空間環境適應性概述 093
4.4.2 空間環境適應性設計一般要求 093
4.4.3 空間環境適應性設計方法 094
4.5 測試性設計 097
4.5.1 測試性概述 097
4.5.2 測試性設計一般要求 097
4.5.3 測試性設計方法 098
4.6 維修性設計 099
4.6.1 維修性概述 099
4.6.2 維修性設計一般要求 099
4.6.3 維修性設計方法 100
4.7 保障性設計 102
4.7.1 保障性概述 102
4.7.2 保障性設計一般要求 102
4.7.3 保障性設計方法 103
參考文獻 104
第5章 航天器常用熱控制技術 105
5.1 概述 106
5.2 傳熱技術 107
5.2.1 簡介 107
5.2.2 導熱材料 108
5.2.3 熱管 114
5.2.4 導熱填料 144
5.2.5 熱控涂層 147
5.2.6 流體回路 160
5.2.7 對流通風裝置 179
5.2.8 輻射散熱器 183
5.2.9 消耗型散熱裝置 189
5.2.10 相變儲能裝置 197
5.2.11 熱開關 203
5.3 隔熱技術 210
5.3.1 簡介 210
5.3.2 輻射隔熱 211
5.3.3 導熱隔熱 236
5.3.4 氣體環境下的隔熱 240
5.4 加熱技術 249
5.4.1 簡介 249
5.4.2 電加熱技術 249
5.4.3 同位素加熱技術 255
5.5 制冷技術 260
5.5.1 簡介 260
5.5.2 輻射制冷器 261
5.5.3 熱電致冷器 263
5.5.4 低溫制冷機 267
5.4.5 儲存式制冷系統 272
5.6 測控溫技術 276
5.6.1 簡介 276
5.6.2 測溫技術 277
5.6.3 控溫技術 287
參考文獻 293
第6章 航天器熱控制設計典型案例 300
6.1 概述 301
6.2 航天器熱控制系統設計案例 302
6.2.1 遙感衛星熱控制系統設計 302
6.2.2 通信衛星熱控制系統設計 308
6.2.3 月球探測器熱控制系統設計 317
6.2.4 載人航天器熱控制系統設計 326
6.3 航天器部件熱控制設計案例 332
6.3.1 推進系統熱設計 332
6.3.2 蓄電池熱設計 338
6.3.3 電子設備熱設計 340
6.3.4 相機熱設計 346
6.3.5 天線熱設計 350
6.3.6 驅動機構熱設計 355
參考文獻 358
第7章 航天器熱分析技術 359
7.1 概述 360
7.2 空間能量平衡方程 362
7.2.1 熱網絡方程 362
7.2.2 計算域和邊界條件 363
7.2.3 離散方法簡介 366
7.2.4 熱模型構建與求解流程 368
7.3 外熱流分析 370
7.3.1 太陽位置 372
7.3.2 軌道參數 373
7.3.3 熱環境參數 373
7.3.4 天體表面駐留問題 375
7.4 輻射分析 378
7.4.1 角系數 378
7.4.2 吸收因子 384
7.4.3 輻射熱 385
7.4.4 非漫射問題 386
7.4.5 射線跟蹤 387
7.4.6 輻射計算的空間分解方法 388
7.4.7 輻射計算的殘差處理 388
7.5 特定問題模擬 389
7.5.1 密封艙流動與傳熱 389
7.5.2 管內流動傳熱 390
7.5.3 熱管傳熱 390
7.5.4 低氣壓導熱 391
7.5.5 固液相變熱效應 392
7.5.6 半導體致冷傳熱 393
7.5.7 電子元器件結殼傳熱 394
7.6 熱網絡方程輻射項的等效轉化 397
7.6.1 等效加熱 397
7.6.2 等效熱沉 398
7.7 熱模型修正 400
7.7.1 熱模型修正基礎知識 400
7.7.2 參數分析 405
7.7.3 修正方法 408
7.8 常用熱分析軟件簡介 410
7.8.1 NEVADA 410
7.8.2 SINDA/FLUINT和SINDA/G 411
7.8.3 ThermalDesktop 412
7.8.4 TMG 412
7.8.5 ESATAN 413
7.8.6 SystemA 413
7.8.7 Flotherm、ICEPAK、ESC、FLUENT 413
參考文獻 415
第8章 航天器地面熱模擬試驗 418
8.1 概述 419
8.2 空間熱環境模擬方法 420
8.2.1 真空 420
8.2.2 低溫和黑背景 421
8.2.3 空間外熱流 422
8.3 外熱流模擬裝置與外熱流測量 424
8.3.1 外熱流模擬裝置 424
8.3.2 外熱流測量 427
8.4 熱平衡試驗方法 431
8.4.1 熱試驗模型 431
8.4.2 試驗工況的確定 431
8.4.3 試驗過程和方法 433
8.4.4 熱穩定判據 434
8.5 常壓熱試驗 437
8.6 低氣壓試驗 439
8.6.1 簡介 439
8.6.2 試驗氣體選擇 439
8.6.3 氣體溫度模擬 440
8.6.4 流場模擬 441
8.6.5 測量 441
參考文獻 443
第9章 航天器熱控制新技術 444
9.1 概述 445
9.2 大規模復雜系統熱管理技術 446
9.2.1 空間太陽能電站熱管理技術 447
9.2.2 地外駐留科研基地熱管理技術 449
9.3 能源再生與原位熱利用技術 451
9.4 結構熱控一體化集成技術 453
9.5 模塊化、自適應在軌維護熱控制技術 455
9.6 熱控新材料 457
9.6.1 高導熱材料 457
9.6.2 隔熱材料 458
9.6.3 熱控涂層 458
9.6.4 界面導熱填料 459
9.7 大功率高熱流熱收集及排散技術 461
9.8 深低溫獲取與高效熱傳輸技術 464
9.9 高精度高穩定度溫度控制技術 466
參考文獻 468
索引 469
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