结构参数对空间太阳动力系统质量的影响

摘　要:为了降低系统的质量和尺寸,运用系统分析的方法,建立了空间站太阳能热动力发电系统的物理和数学模型,编制了空间太阳能热动力发电系统的数值模拟程序,运用该程序对不同条件下的系统性能进行了数值模拟,分析了不同结构参数对系统性能的影响规律。研究结果表明,结构参数对系统性能有正负两方面的影响,优化这些参数可以明显降低系统的发射总质量。
关键词:空间站;太阳能;热动力发电;结构参数;数值模拟

　引　言
发电系统是空间站的重要组成部分,它是空间站进行生命保障、控制、管理及生产试验活动必不可少的物质条件。太阳能热动力发电系统具有能量转换效率高、重量和阻力面积小的特点,因此对于电能需求大的低轨道空间站来说,该系统既能满足电能要求,又可以大幅度降低运行成本,具有很好的应用前景[1 ] [2 ] 。国外曾有Glassman[3 ] 、Wong[4 ] 、Klann[5 ] 、Mock[6 ]等人对Brayton 循环动力装置的性能进行了数值模拟和优化分析,国内刁正纲等人曾用循环周期投资这一标准对空间太阳热动力发电系统进行了分析[7 ] 。这些研究都没有对结构参数的影响进行研究,另外目前的空间太阳能热动力系统与他们研究的系统相比,又有了许多改进。