航天器热控制技术-原理及其应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国科技

作者:侯增祺

出品人:

页数:481

译者:

出版时间:2007-3

价格:48.00元

装帧:

isbn号码:9787504645012

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• 电气
• 学习
• 航天器热控
• 热控制
• 航天工程
• 空间技术
• 热设计
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• 温度控制
• 传热学
• 可靠性
• 应用技术

《星辰之翼：航天器热管理新篇章》 本书并非《航天器热控制技术-原理及其应用》的简介，而是以一个全新的视角，探讨在深邃宇宙中，航天器如何优雅地驾驭极端温差，确保其生命线——精密仪器的稳定运行，以及乘员的舒适与安全。我们将穿梭于太阳辐射的炙烤与星际空间的严寒之间，揭示那些隐藏在金属外壳下的智慧与创新。 第一章：宇宙温差的严酷考验 宇宙并非我们想象中的恒温箱。从近距离环绕烈日运行的探测器，到遥远星系的探索者，航天器无时无刻不面临着惊人的温度波动。太阳直射区域，温度可飙升至数百摄氏度；而在阴影区域，则会骤降至零下数百摄氏度。这种剧烈的温度变化，如同无情的熔炉和冰窖，对航天器的每一个组成部分都是巨大的挑战。 太阳辐射的能量洪流： 太阳如同一个巨大的核聚变反应堆，向四面八方倾泻着磅礴的能量。当航天器暴露在阳光下时，接收到的辐射能量将直接导致其表面温度急剧升高。这种能量的吸收，如同被阳光灼伤，若不加以有效控制，轻则导致设备过热失效，重则引发结构变形，甚至摧毁整个航天器。 深空寒冷的侵袭： 一旦航天器进入地球、行星或其他天体的阴影区域，或者在远离恒星的深空中，它就会停止接收太阳的温暖。此时，航天器自身产生的热量会迅速辐射到寒冷的宇宙空间，温度骤降。这种失温效应，如同置身冰河世纪，会导致电子元件性能下降，电池效率骤减，材料脆化，甚至引发传感器冻结，通信中断等灾难性后果。 内部热源的贡献： 航天器并非只是被动承受外部环境的温度变化。其内部的电子设备、推进系统、生命保障系统等都在运转过程中产生大量的热量。这些内部热源，若不被有效管理和导出，会像一个不断加温的“桑拿房”，进一步加剧航天器的热负荷，对精密仪器的性能产生负面影响。 第二章：隔绝与反射——热防护的第一道屏障 面对宇宙的极端温度，航天器的第一道防线便是巧妙地利用材料的特性，最大程度地减少不必要的能量交换。这如同给航天器穿上了一层“隐身衣”，让它能够“看见”热量，并选择性地与之互动。 多层隔热材料（MLI）的奇妙作用： 想象一下，将无数层薄如蝉翼的金属化薄膜，层层叠叠地包裹在航天器外部。这便是多层隔热材料（MLI）的精髓。这些薄膜之间通过真空形成绝缘层，极大地阻碍了热辐射的传递。它们就像无数双“隔热手套”，将外部的热量隔绝在外，或将内部的热量束缚其中。MLI的设计需要精确计算每层薄膜的反射率和发射率，以及它们之间的间距，以达到最佳的隔热效果。 特种涂层的热控智慧： 航天器的表面涂层并非简单的装饰，它们承载着至关重要的热控使命。高反射率的白色涂层能够将大部分太阳辐射反射回太空，有效降低航天器表面温度。而低发射率的涂层则能够减少航天器自身向外辐射热量。反之，在需要吸收太阳能的区域，例如太阳能电池板附近，则会使用具有高吸收率的涂层。这些涂层如同航天器的“皮肤”，能够根据不同的环境需求，智能地调节对太阳能的吸收与反射。 热控窗的设计艺术： 科学仪器和相机等需要观测外部环境的设备，往往需要透过特殊的“窗户”来实现。这些热控窗不仅要保证光学性能，更要具备出色的隔热能力。它们通常采用多层玻璃结构，并填充惰性气体或使用特殊涂层，以防止内部热量散失或外部热量侵入。精确的结构设计和材料选择，是保证这些“窗口”在极端环境下依然能够清晰“看见”宇宙的关键。 第三章：传导与对流——热量的内部流动管理 仅仅做到隔热和反射是不够的。航天器内部产生的热量，以及从外部吸收的热量，都需要被有效地导出或转移到合适的位置。这就需要精密的内部热量管理系统，将热量像“快递员”一样，准确地送达目的地。 导热管与散热器的热量“高速公路”： 导热管（Heat Pipe）是一种高效的传热装置。它内部充满了易蒸发的工质，当一端受热时，工质蒸发并携带热量向另一端流动，在另一端冷凝并释放热量，通过循环实现高效传热。散热器（Radiator）则扮演着“散发热量”的角色，它们将收集到的热量辐射到太空中，或者通过与其他部件接触，将热量传递给冷却介质。导热管与散热器的巧妙组合，构成了航天器内部热量传递的“高速公路”。 流体循环系统的智慧： 对于复杂的大型航天器，例如空间站，流体循环系统成为了热量管理的主力军。通过泵驱动的冷却剂（如水、氨等），在航天器内部形成一个闭合的循环，将发热部件产生的热量吸收，然后输送到散热器进行辐射。这个系统如同航天器的“血液循环”，保证了每一个角落的热量都能得到有效的调节，维持内部环境的稳定。 相变材料的“蓄能”与“释能”： 相变材料（Phase Change Material, PCM）拥有在特定温度下吸收或释放大量潜热的能力。它们可以被设计成在航天器过热时吸收多余的热量，降低温度，而在温度过低时释放储存的热量，提高温度。这种“蓄能”与“释能”的特性，为航天器提供了一种被动的、无需消耗能源的热量调节方式，尤其适用于温度波动频繁的场景。 第四章：主动控制与智能响应——让航天器“思考”温度 现代航天器早已不是被动地应对温度变化，而是具备了“思考”和“决策”的能力。主动热控系统和智能控制算法，让航天器能够根据实时温度数据，灵活调整其热管理策略，以最经济、最有效的方式应对瞬息万变的太空环境。 电加热器的精确调温： 在寒冷的太空，电加热器是为关键部件提供必要温度的“温暖使者”。它们可以被精确地控制，为仪器、电池或其他对温度敏感的设备提供稳定的热源，防止其因低温而失效。 可变导热率材料（VCHP）的动态调节： 科学家们正在积极研发能够根据温度变化动态调整导热率的材料。这种材料能够像一个“智能阀门”，在温度升高时降低导热率，减少热量传递，在温度降低时提高导热率，加快热量传递。这种动态调节能力，为航天器提供了前所未有的灵活性。 传感器网络与智能算法的协同： 航天器内部遍布着大量的温度传感器，它们实时监测着各个关键区域的温度。这些数据被传输到中央计算机，通过复杂的智能算法进行分析和处理。一旦检测到温度异常，系统就会自动启动相应的热控措施，例如调整散热器的辐射面积，改变流体循环的流量，甚至重新分配电加热器的功率。这种“传感器-算法-执行器”的闭环控制，是实现航天器高效、安全运行的关键。 第五章：未来的展望——飞向更远的星辰 随着人类对宇宙探索的不断深入，航天器的运行环境将变得更加复杂和极端。从行星际探测到火星移民，再到深空资源的开发，未来的航天器将面临更加严峻的热挑战。 超高精度温度控制的需求： 随着科学仪器分辨率的不断提高，对温度的控制精度也提出了前所未有的要求。微小的温度波动都可能影响实验结果，甚至导致仪器损坏。 自主学习与自适应热管理： 未来的航天器将具备更强的自主学习能力，能够根据长期的运行数据，不断优化其热管理策略，甚至预测潜在的热风险，并提前采取应对措施。 能源效率的极致追求： 在资源有限的太空环境中，任何能够提高能源效率的技术都至关重要。未来的热管理系统将更加注重能量的循环利用和最小化能耗。 《星辰之翼：航天器热管理新篇章》带您领略航天器在浩瀚宇宙中，如何以智慧与科技，驾驭冰与火的考验，保障每一次星际远航的安全与成功。这本书将激发您对未知宇宙的好奇，以及对人类工程智慧的赞叹。

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老实说，选择一本技术书籍，很大程度上是看重它是否能提供一个清晰的学习路径。我希望这本书的章节安排是循序渐进的，从最基本的传热机理开始，逐步过渡到复杂的热控系统设计，再到最终的在轨测试与故障诊断。如果作者能巧妙地穿插一些历史上的失败案例分析，指出当时热控设计上的失误点及其教训，那无疑会是一剂强效的“清醒剂”，让我们在设计新系统时引以为戒。我希望这本书读起来不是一种压力，而是一种发现和进步的乐趣。如果能有配套的习题或思考题，引导读者主动运用所学知识去解决虚拟的工程问题，那就更完美了，这样才能真正检验自己是否掌握了精髓。

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这本书的封面设计着实吸引人，那种深邃的蓝色调，仿佛能让人立刻联想到浩瀚的宇宙。我最初是冲着这个视觉冲击力去的，毕竟在书店里，第一印象至关重要。拿到手里，分量感十足，沉甸甸的，让人对手册的厚度和内容的深度有了美好的期待。我个人对航天领域一直抱有浓厚的兴趣，尤其对那些幕后默默支撑着航天器稳定运行的技术更是充满好奇。我希望这本书能像一个资深的工程师在娓娓道来，而不是枯燥的理论堆砌。那种能够将复杂概念以生动、贴近实际工程案例的方式阐述出来的书籍，才是我真正想拥有的。这本书的排版看起来也比较清晰，字体大小适中，让人阅读起来不至于感到吃力，这对于长时间阅读技术书籍来说，是一个非常重要的加分项。我期待它能为我打开一扇通往航天热控领域的大门，让我能领略到工程师们是如何在高低温极端环境下维持航天器“体温”的精妙智慧。

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从一个资深技术爱好者的角度来看，我最看重的是这本书在“深度”和“广度”上的平衡。我希望它既能涵盖热控领域的基础理论，如牛顿冷却定律在真空环境下的修正应用，以及黑体辐射的基本方程，同时又能拓展到一些非常尖端且实用的领域。比如，如何有效处理微流星体撞击或空间碎片引起的局部热冲击？或者在月球和火星表面作业时，如何应对长达数月甚至数年的日照和阴影交替带来的极端温差？如果书中能对这些前沿任务的热控难题提供独到的见解或创新的解决方案思路，那将是非常难得的。我期待的不仅仅是教科书式的知识复述，而是充满洞察力的工程经验总结，能启发我进行更深层次的思考和探索。

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这本书的装帧和印刷质量给了我一种“值得信赖”的感觉。纸张的韧性不错，油墨的扩散控制得当，即便是细小的图表和公式，也显得锐利而准确。在我翻阅过程中，我特别留意了图示的质量。很多时候，一个恰到好处的原理示意图，胜过长篇大论的文字描述。我希望能看到那些经典的热流路径图、辐射换热模型图，以及不同材料的热物性参数对比图表。如果能提供一些高分辨率的剖面图，展示内部结构和隔热层的布置，那就太棒了。我个人学习习惯偏向于视觉化学习，所以，书中图文结合的平衡度是我衡量一本技术著作好坏的重要标准。如果图例清晰、标注完整，并且与正文的逻辑完美契合，那么这本书的实用价值就会大大提升，真正成为我案头常备的参考书。

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翻开目录的一刹那，我有些许的犹豫。我对那些偏向基础物理和材料学的章节并不那么感冒，我更关注的是那些直接指向工程实践和前沿技术的部分。例如，对于主动热控系统（比如循环制冷机）的工作原理和在不同任务场景下的选型考量，我希望能有详尽的分析，最好能配上最新的案例研究。我希望作者不仅能讲解“是什么”，更要深入剖析“为什么”要这么设计，以及不同设计方案之间的优劣权衡。如果书中能涉及到一些最新的空间站或深空探测器在热控方面的挑战与突破，那无疑会大大提升它的价值。我非常注重技术路线图的清晰度，希望它不是简单的知识点罗列，而是能构建一个完整的知识体系，让我能清晰地看到从需求定义到最终实现的全过程逻辑链条。毕竟，技术类书籍的生命力在于其对实际问题的解决能力。

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