航天器的结构复杂化与表面热光学性能差异，使得航天器热平衡试验中对大型太阳模拟器的需求越来越大。文章根据离轴式太阳模拟器的结构，分析了使用太阳模拟器进行热平衡试验时，真空容器中附加外热流的来源及其对试验的影响，并通过建立热控星模型和容器与热控星的联合模型进行仿真计算，给出温度分布结果，进而提出相应的试验设计改进建议。

太阳模拟器结构组成

太阳模拟器是光、机、电、热一体化的复杂系统，由光机系统、光学测量系统、冷却系统和电源与控制系统等组成。太阳模拟器一般分为同轴式和离轴式两种，后者的性能远优于前者。本文只针对离轴式太阳模拟器进行研究，其试验原理如图1所示。模拟器光源在灯室内点燃，先通过聚光镜聚焦、滤光后通过光学积分器，然后经由光学窗口进入真空容器内。光线经准直镜反射后形成准直光投射到试件上，对试件进行热试验。

附加外热流

离轴式太阳模拟器的聚光镜、滤光镜和光学积分器等位于灯室组件内，其附加热流在试验过程中不会影响到真空容器内的试件。但太阳模拟器光学窗口后的结构位于真空容器内，由其产生的附加外热流会对试验造成一定的影响。

如图1所示，如果光学窗口与准直镜之间的锥状段结构内侧没有布置热沉，就相当于一个红外热源对试件直接进行辐射加热；准直镜后容器壁通过在A、B两点与热沉之间的缝隙也会形成红外辐射效应，且这部分辐射具有准直特性，会对试件造成附加外热流影响。以上附加外热流是由于太阳模拟器的特定结构组成而产生的，会影响试验结果，特别是对于小型太阳模拟试验设备，这种影响会比较大。

注释：本文引用“使用太阳模拟器进行热平衡试验的附加外热流影响分析”