路径: 主页 > GB/T > 第746页 > GB/T 34515-2026 | 标准编号 | GB/T 34515-2026 (GB/T34515-2026) | | 中文名称 | 航天器热平衡试验方法 | | 英文名称 | Thermal balance test method for spacecraft | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | V70 | | 国际标准分类 | 49.020 | | 字数估计 | 18,188 | | 发布日期 | 2026-04-30 | | 实施日期 | 2026-08-01 | | 旧标准 (被替代) | GB/T 34515-2017 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 | GB/T 34515-2026: 航天器热平衡试验方法
GB/T 34515-2026 英文版: Thermal balance test method for spacecraft
ICS 49.020
CCSV70
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 34515-2017
航天器热平衡试验方法
2026-04-30发布
2026-08-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
本文件代替GB/T 34515-2017《航天器热平衡试验方法》,与GB/T 34515-2017相比,除结构调
整和编辑性改动外,主要技术变化如下:
---增加了热平衡试验温度稳定判据中对于稳态工况的判据[见7.3.2c)]。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由全国宇航技术及其应用标准化技术委员会(SAC/TC425)提出并归口。
本文件起草单位:北京卫星环境工程研究所、北京空间飞行器总体设计部、上海卫星工程研究所、
上海卫星装备研究所、航天东方红卫星有限公司、中国航天标准化研究所。
本文件主要起草人:孙玉玮、王晶、赵啟伟、柳晓宁、赵小翔、陶东兴、陈丽、张栋、裴一飞、高庆华、
冯尧、秦家勇、刘波、任晓宇、金宇、房红军。
本文件于2017年首次发布,本次为第一次修订。
航天器热平衡试验方法
1 范围
本文件规定了航天器热平衡试验目的、试验要求、热模拟方法、试验工况、数据测量、试验设备、试验
程序、试验中断及处理、试验评价与数据利用。
本文件适用于航天器系统级、分系统级和舱段级热平衡试验。
4 试验目的
航天器热平衡试验目的如下:
a) 验证航天器热设计的正确性;
b) 验证航天器热分析模型的正确性,并为修正热分析模型提供数据。
5 试验要求
5.1 试验模型要求
试验模型应满足如下要求:
a) 外形结构、材料、仪器设备布局、电缆网、各种热控措施及产品符合研制状态要求;
b) 仪器设备的外形尺寸、表面状态、安装连接方式、内在发热量和热容量符合研制状态要求;
c) 考虑到试验设备能力、安全及仪器设备的特殊要求,允许个别仪器设备使用热性能参数符合要
求的工艺件、鉴定件或模拟件代替;
d) 外表面涂层的热性能与研制状态相同;
e) 大型天线、太阳翼等外部组件可不参加试验,但对试验的影响需予以评估,并根据需要在热边
界模拟中采取相应措施;
f) 有密封舱段的试验模型,在试验时,采取相应措施抑制密封舱内气体自然对流的影响;
g) 与试验模型有换热但不参加试验的部分,采用替代结构参加试验并模拟热边界;
h) 推进剂贮箱内加注保护气。
5.2 空间环境模拟室体积要求
空间环境模拟室体积应满足如下要求:
a) 采用入射热流法时,空间环境模拟室与试验模型特征尺寸(如长度、直径等)之比不小于3;
b) 采用吸收热流法时,空间环境模拟室与试验模型特征尺寸(如长度、直径等)之比不小于2。
5.3 试验模型安装要求
试验模型安装在空间环境模拟室内应综合分析如下因素:
a) 安装方式与方位;
b) 空间环境模拟室形式(立式、卧式);
c) 试验模型上热管的布局与走向,使热管水平放置或使热管能够正常工作;
d) 主要散热面方位;
e) 试验模型外形尺寸;
f) 外热流模拟装置的布局和结构形式。
5.4 试验环境要求
应设有供试验前后对试验模型进行测试或其他试验操作的工作间,工作间环境应满足如下要求:
a) 温度:15℃~25℃;
b) 压力:78kPa~103kPa;
c) 相对湿度:30%~60%;
d) 洁净度:优于100000级;
e) 有机污染物的种类和量值满足相关技术要求。
5.5 接地电阻要求
空间环境模拟室内和试验操作工作间的接地电阻不应大于1.0Ω。
6 热模拟方法
6.1 外热流模拟
6.1.1 外热流模拟方法
一般有如下可供选择的外热流模拟方法:
a) 入射热流法;
b) 吸收热流法;
c) 以上两种方法的结合。
6.1.2 外热流模拟装置类型及控制方式
外热流模拟装置类型及控制方式如下:
a) 太阳模拟器:按要求控制入射热流方向;
b) 红外辐射加热器:以辐射热流计测量辐射热流为目标进行控制;
c) 接触式电加热器:按要求的功率对加热回路电流进行控制。
6.1.3 外热流模拟装置的选用原则
根据试验模型特点(如大小、形状、散热面部位、散热面涂层类型等)可选用一种或多种外热流模拟
装置的组合实现外热流模拟。
选用外热流模拟装置的主要原则如下:
a) 与试验设备的能力相适应;
b) 具有满足试验要求的外热流模拟精度;
c) 能适应试验模型外形及表面涂层类型;
d) 易于实现。
6.2 内热源模拟
内热源模拟应满足如下要求:
a) 选用接触式电加热器和其他热控措施相结合进行模拟;
b) 模拟航天器上仪器设备工作模式,包括连续工作恒定发热、连续工作非恒定发热、间断工作等
模式。
7 试验工况
7.1 试验工况种类
根据内热源发热模式、模拟外热流及其他热边界条件,一般可组合成如下4种试验工况。
a) 稳态工况:内热源、模拟外热流及其他热边界条件均为恒定值。高温工况和低温工况均属于稳
态工况。
b) 准稳态工况:内热源按照设定的周期变化模式工作,模拟外热流及其他热边界条件均为恒
定值。
c) 周期性瞬态工况:内热源按照设定的周期变化模式工作,模拟外热流及其他热边界条件按照轨
道周期变化模式工作。
d) 瞬态工况:在规定的时间内,内热源、模拟外热流或其他热边界条件按照非周期变化模式工作。
对周期性瞬态工况或准稳态工况,试验一般按航天器运行的轨道周期进行。可按一个运行轨道周
期内热源工作模式和模拟外热流重复进行若干个周期的循环试验,直至试验模型的温度达到周期稳定。
也可以若干个轨道周期作为一个试验周期,连续重复进行若干个试验周期的循环试验,直至试验模型的
温度达到周期稳定。
7.2 确定试验工况的原则
确定试验工况的原则如下:
a) 试验工况可获得足以支持热分析模型验证和飞行任务预示所需的关键参数;
b) 对于直接验证热控设计的试验,至少包括高温工况和低温工况;
c) 对仅验证热分析模型的试验,一般包括瞬态工况;
d) 外热流或其他热边界条件随时间的变化对航天器温度影响较大时采用周期性瞬态或瞬态工
况,否则采用稳态或准稳态工况。
7.3 试验温度稳定判据
7.3.1 通则
判定试验温度是否稳定,主要依据试验温度监测点的温度变化情况决定。同时,也可参考非监测点
的温度变化情况,对尚未达到稳定且变化率又较大的温度测点,应分析其原因并评估对试验温度稳定的
影响程度,然后综合做出温度稳定判断。
7.3.2 稳态工况
温度监测点的温度变化符合下列条件之一,认为试验温度达到稳定:
a) 在连续4h内,波动值优于±0.5℃;
b) 在连续4h内,单调变化值不大于0.1℃/h;
c) 在连续5h内,单调变化值不大于1℃。
7.3.3 周期性瞬态工况和准稳态工况
在连续4个试验运行周期的对应时刻,监测点温度值的变化应保持在±1.0℃内,认为试验温度达
到稳定。
7.3.4 瞬态工况
瞬态工况为定时试验,即当试验时间达到该试验工况规定的持续时间时,试验工况结束。
8 数据测量
8.1 外热流测量
8.1.1 太阳光谱辐射热流
选用太阳模拟器进行航天器热平衡试验时,应在试验前对空间环境模拟室内的太阳光谱辐射热流
(即辐照度)进行测量。试验前还应对空间环境模拟室的辐照度的不稳定度、不均匀度、光谱辐照度和光
束准直角进行测量。一般使用光电探测器(硅光电池片)监测辐照度和辐照不稳定度。
用绝对辐射计测量辐照度,用光谱辐射计测量光谱辐照度,用准直角仪测量光束准直角,用光电探
测器、记录仪、数字显示器测量不均匀度和不稳定度。所有测量仪器应经过计量部门检定合格,并在有
效期内使用。
绝对辐射计应满足如下要求:
a) 测量谱段:250nm~2500nm;
b) 测量范围:0W/m2~4000W/m2;
c) 标定不确定度:不大于3%(包含因子k=2)。
在热平衡试验过程中,一般用光电探测器(硅光电池片)监测辐照度和辐照不稳定度。
8.1.2 红外辐射热流
试验时,在试验模型表面同一个热流区内,可布置一个或多个热流计,其布点位置应能代表该区域
的平均热流密度。热流计的布置数量和位置还应在测量充分和减少对施加热流遮挡间权衡。
使用红外辐射热流计测量红外辐射热流,红外辐射热流计满足如下要求:
a) 用作控制点的辐射热流计应布置在典型位置,且能代表该区的平均热流密度;
b) 热流计敏感面侧面方向的漏热应可忽略,厚度方向上的漏热应可忽略或可确定;
c) 热流计敏感面表面涂层应与被测表面涂层相同,当监测热流为远红外谱段时也可使用不同涂
层,但要求其发射率εH 不低于0.9;
d) 测量精度应优于5W/m2。
8.1.3 接触式电加热功率
一般情况下,采用加热回路的电阻值和电流测量值计算加热功率。加热功率控制满足如下要求:
a) 回路电流不少于1.1A时,功率误差应不大于±2%;
b) 回路电流大于0.5A、小于1.1A时,功率误差应优于±3.5%;
c) 回路电流大于0.3A、小于0.5A时,功率误差应优于±5%。
8.2 温度测量
8.2.1 一般要求
热平衡试验的温度测量包括试验模型和试验设备的温度测量。
温度测量应满足如下要求:
a) 选用灵敏度高、稳定性好、热惯性小,能在真空下正常工作的温度传感器;
b) 温度传感器和测量仪器经过计量部门检定,并在有效期内使用;
c) 温度传感器的引线采取隔热措施,沿等温区走线;
d) 温度测量总误差不大于±0.5℃,测量周期不大于1min。
8.2.2 试验模型测温点布点原则
试验模型测温点的布点原则如下:
a) 与热分析模型的计算节点位置相对应;
b) 与飞行遥测点位置相对应;
c) 在条件允许时,多布测温点。
8.2.3 试验设备测温点布点原则
试验设备测温点的布点原则如下:
a) 空间环境模拟室内热沉表面不同部位布置测温点并有备份;
b) 与试验模型有接口关系的设备布置测温点;
c) 其他试验装置根据需要布置测温点。
8.3 空间环境模拟室压力测量
空间环境模拟室内压力测量的原则如下:
a) 根据空间环境模拟室的压力变化范围选用真空计,且满足寿命要求和可靠性要求;
b) 真空计满足不确定性和重复性要求;
c) 真空规管布置在空间环境模拟室内,开口面的朝向合理;
d) 真空规管在模拟室内均匀布置,满足一定的数量要求,并有备份;
e) 真空压力测量采用计算机控制的测量系统进行压力测量;
f) 真空计和测量仪器经过计量部门检定,并在有效期内使用。
8.4 污染测量
试验模型对污染敏感的设备附近和空间环境模拟室内应安装石英微量天平、光学试片或污染取样
板等装置,用于检测试验模型和试验设备的放气污染情况。污染测量装置及测量仪器应经过计量部门
检定,并在有效期内使用。
9 试验设备
9.1 空间环境模拟室
空间环境模拟室满足如下要求:
a) 空间环境模拟室压力不应高于6.65×10-3Pa或试验要求的其他压力(如火星表面环境压力);
b) 热沉表面温度不应高于100K或试验要求的其他温度;
c) 热沉朝向试验模型的表面对太阳光的吸收比αS 不应小于0.95,半球向发射率εH 不应小于
0.90;
d) 空载时,空间环境模拟室内的背景热流不应大于10W/m2;
e) 空间环境模拟室内应有支吊试验模型的支架、吊点,减少通过支架的漏热;
f) 能提供满足试验要求的测量、供电和信号(低频、高频)传输通道,并减少通过电缆的漏热;
g) 连续空载运行24h后,空间环境模拟室内的有机污染物不应超过1×10-7g/cm2(取样点温度
为-50℃,压力不应高于6.65×10-3Pa)。
9.2 外热流模拟装置
9.2.1 太阳模拟器
9.2.1.1 使用太阳模拟器时,应设置模拟地球阴影的可移动热沉或低温闸门和模拟航天器自转或姿态
变化的运动模拟器。太阳模拟器光学特性应满足如下要求:
a) 光束辐照度在500W/m2~1700W/m2 内变化并连续可调;
b) 光束准直角不大于2°;
c) 空间环境模拟室内光束辐照度的不均匀度不大于±5%;
d) 光束辐照度的不稳定度优于±1%/h;
e) 光谱匹配要求按附录A执行。
9.2.1.2 若同时使用运动模拟器,运动模拟器应满足如下要求:
a) 支撑试验模型承重要求;
b) 自旋速度在0r/min~10r/min内可调,调节精度不大于±0.05r/min;
c) 俯仰角度在要求范围内可调,调节精度不大于0.1°;
d) 自旋运动和俯仰运动均保证试验模型上各种引线导通良好,不对测试结果带来附加影响;
e) 降低对试验模型的遮挡,以减少阴影引起的试验误差;
f) 用液氮冷板屏蔽运动模拟器支架,以减小红外辐射引起的附加热流;
g) 固定试验模型的位置对准太阳模拟器辐照面的中心。
9.2.2 红外辐射加热器
红外辐射加热器应满足如下要求:
a) 热流密度满足试验模型相应部位吸收的最大和最小热流值;
b) 红外辐射加热器满足不均匀度要求,且不大于±10%;
c) 各加热区的热流独立调节,各加热区之间的热流干扰较小;
d) 红外加热器安装牢固,红外加热器与支撑结构之间可靠电绝缘。
9.2.3 接触式电加热器
接触式电加热器应满足如下要求:
a) 加热功率满足试验模型相应部位吸收的最大和最小热流值要求;
b) 每个加热区的加热器所覆盖的面积不小于被加热区面积的90%;
c) 各加热区的热流独立调节;
d) 接触式电加热器与试验模型之间可靠电绝缘。
9.3 数据采集及处理装置
数据采集及处理装置应满足如下要求:
a) 测量仪器电压最小分辨率不大于1μV;
b) 具有数据处理和传输功能;
c) 具有抗干扰能力。
9.4 直流电源装置
直流电源装置应满足如下要求:
a) 输出电压在0V~150V内连续可调;
b) 具有编程功能,电压分层值不大于50mV,电流分层值不大于10mA;
c) 直流输出纹波电压小于10mV(有效值);
d) 具有过流、过压、短路和断路保护及报警功能。
9.5 试验工装
试验工装应满足如下要求:
a) 试验模型支架的强度与刚度满足要求,承载能力有安全余量,机械接口、热接口满足试验要求;
b) 材料出气性能指标满足GB/T 29085-2012中5.6.2.1的b)、c)要求;
c) 支架与试验模型对接面采取隔热措施;
d) 满足试验模型和红外辐射加热器对安装空间、安装接口的要求;
e) 具有调整试验模型水平度的能力;
f) 如果需要,试验工装具备移动能力。
9.6 其他装置
必要时,应在空间环境模拟室配置水平调节装置、水工质收集装置、辅助降温装置(冷板)、电缆控温
装置、微波负载冷却装置、吸波装置、波导控温装置、真空摄像等控制试验状态的辅助结构或设备,以配
合试验进行。
10 试验程序
10.1 试验设备状态检查
试验前,按照试验设备的运行操作要求对各系统和装置(部件)进行检查,以确保热平衡试验安全可
靠进行。必要时进行全系统联调或试运行。
10.2 试验模型状态检查
试验模型状态检查内容应包括:
a) 外观检查;
b) 有漏率要求的舱段和分......
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