如何在不增加重量的前提下为航天器中的关键部件保持适宜的温度? 如果你正在为近地轨道设计商业航天器,那么你肯定知道温度波动带来的麻烦。有时设备会处于高温状态,而有时则处于极低温状态。你需要让关键部件保持温暖,但又不能使用笨重的加热器——因为重量是一个重要因素,而且飞船的电力供应已经十分紧张了。 这时,红外线灯就派上用场了。它们无需复杂的系统,就能将热量直接传递到需要的地方。
为什么辐射热能发挥作用(而在真空中空气不起作用)
在真空中,没有空气存在,因此传统的对流方式根本行不通。而红外线灯则通过发射电磁辐射来解决问题,这些辐射可以立即作用于目标表面。 我们通常选择短波红外线灯。因为它们能在很小的空间内产生大量热量。这样,就可以将热量精确地传递到电池或推进剂管线所在的位置,而不会意外地加热整个飞船结构。这种方式非常精确。
如何选择合适的硬件
对于航空级红外线灯来说,最重要的是石英外壳以及灯丝的精度。由于发射时的每一克重量都很重要,所以我们尽可能去除所有不必要的组件,只保留最必要的部分。 另外,还需要考虑电源问题。这些红外线灯必须与飞船的电源分配单元完美匹配。 不过,也有一个缺点:石英材质相当脆弱。这些灯虽然能快速产生热量,但如果在飞行过程中受到过大的冲击,就可能会破裂。因此,必须使用坚固的固定装置来保护这些灯,避免其在进入轨道之前就损坏。
在实际应用中如何有效利用红外线灯
如果使用红外线灯,就无需再依赖那些效率低下的电阻式加热器了。红外线灯几乎可以立即产生热量。你可以根据飞船的运行状况来调整加热时间——在飞船处于阴影区时进行加热,而一旦进入阳光照射区域,就立即停止加热。这是一种更有效的能量管理方式。 最后一个小贴士:注意防护措施。务必仔细调整红外线灯的位置,否则可能会不小心损坏那些重要的传感器。