多层辐射冷却超材料

平流层降温15 °C

为平流层飞艇设计的被动辐射冷却信封，不改变气动外形、不增重、不耗电，并在飞行实验中实现显著降温。

Chenrui, Fu · 祝明 · 刘东旭 · 赵达 · Zhang, Xiaojun

Advances in Space Research 2023

参数信息

地面试件温度（MNPM）

6.7 °C

比例球内气体温差

4.5 °C

飞行实验最大温差

15.4 °C

氦气温度降低

8.1 °C

昼夜过热幅度

19.8 °C

技术优势

不增重不耗电

辐射冷却信封直接替代原蒙皮，不需要任何主动系统或额外隔热层，飞艇净重和能耗保持不变。

飞行验证降温15°C

在真实平流层飞行中，覆盖MNPM的飞艇最高温度比对照组低15.4 °C，证明其在极端环境下仍有效。

昼夜都更凉

模拟显示MNPM让内部氦气全天温度更低，白天增强散热，夜间仅微弱加热底部表面，整体过热改善。

应用场景

• 平流层飞艇：替代传统热控，防止氦气过热导致超压，延长驻空时间。
• 高空气球：降低球体温度波动，减少气体体积变化，稳定飞行高度。
• 近空间飞行器：被动散热，不增加能耗，适合长航时平台。
• 航天器热控：在真空和辐射环境下提供高效辐射冷却表面。
• 建筑节能：降低屋顶得热，减少空调能耗。