航天技术试验领域完成我国首次液态金属空间热管理在轨试验
(资料图)
近日，由中国空间技术研究院抓总的空间站航天技术试验领域完成我国首次液态金属热管理在轨试验，取得了系列关键技术成果。
液态金属的导热和吸纳热量能力远大于传统导热剂，能够实现高热量的快速散发 ，在航空航天、先进能源、大功率器件等领域具有很高的应用价值。液态金属热管理技术主要包括界面导热、对流换热和相变控温技术，是空间高热流密度散热系统的关键技术之一。基于液态金属的散热系统具有结构简单、传热能力强、控温均匀度高、振动小及噪声低等优点，能够高效、可靠地实现反应堆或同位素等高温热源与热电转换装置之间的热传递，且能够为大功率电子器件或大功率设备提供高性能的热冲击应对能力，在未来星表核电站、深空探测器核电源、超大功率载荷的散热系统等空间任务中，具有广阔的应用前景。
航天技术试验领域面向未来航天器能源系统发展和产业应用需求，经过广泛调研和深入论证，提出了液态金属空间热管理关键技术在轨试验验证项目。航天技术试验领域液态金属热管理试验装置由中国科学院理化技术研究所研制，安装于空间站“梦天”实验舱航天基础试验机柜内 ，采用低熔点、生物安全性高且化学特性稳定的铋基金属，在空间微重力环境下开展流动散热和相变控温技术的特性研究和试验验证。入轨后先后完成了在轨测试和两阶段在轨试验，在轨试验过程中，航天基础试验机柜为试验装置提供了稳定的供电、信息、热控等各接口的支持，确保试验装置在轨试验环境受控，有力支持了试验的顺利开展。液态金属热管理试验装置全程运行稳定，验证了空间微重力环境下铋基金属受控熔化、膨胀缓冲、对流换热和相变控温等关键技术，获取了液态金属层流-湍流过渡区纯强迫对流换热特性数据和微重力环境下相变控温能力的特性数据，为空间液态金属高热流密度散热系统设计提供了关键技术依据。
图2 液态金属热管理试验装置内部结构航天技术试验领域各试验项目正在按计划开展，让我们一起期待更多在轨试验成果从空间站不断传来。
作者/北京空间飞行器总体设计部 杨金禄
中国科学院理化技术研究所 刘贵林
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