تطرح مجالات متقدمة مثل الموصلية الفائقة عند درجات الحرارة المنخفضة والاستكشاف الفضائي طلبًا عاجلاً على تقنيات التبريد عند نطاق درجة حرارة الهيليوم السائل من حيث التصغير والموثوقية العالية وطول العمر. تُعد مبردات سترلينغ متعددة المراحل ذات أنابيب النبض حلاً ذا إمكانات كبيرة لتلبية هذه الاحتياجات. في هذه الورقة، تم تصميم وتطوير نظام تبريد ثلاثي المراحل مبني على بنية حرارية مترابطة. يستخدم النظام مبردين سترلينغ بتردد عالي ومكونين من شركة زونجكه ليهان (70 هرتز) لتبريد المرحلة الثالثة مسبقًا، ويوفر قدرة تبريد 5 واط عند 70 كلفن و2 واط عند 32 كلفن. بالنسبة للمؤشر البارد للمرحلة الثالثة، تم أولاً إنشاء نموذج مبسط للمبرد باستخدام Sage لتحديد المعلمات التشغيلية الرئيسية، بما في ذلك التردد التشغيلي والضغط المتوسط ودرجة حرارة التبريد المسبق؛ ثم تم إجراء المحاكاة والتحسين للمرحلة الثالثة، وتم الانتهاء من التصميم وبناء منصة الاختبار في النهاية. أظهرت النتائج التجريبية أنه عند ضغط متوسط 1.4 ميجاباسكال، وتردد 21 هرتز، وإدخال طاقة كهربائية إجمالية حوالي 370 واط، يمكن أن تصل أدنى درجة حرارة عند الطرف البارد إلى 5.16 كلفن، مع قدرة تبريد نموذجية تبلغ 50 ملي واط عند 6 كلفن و102 ملي واط عند 7 كلفن.

ثلاثي المراحل;نطاق درجة حرارة الهيليوم السائل;مسترجع حرارة;مبرد أنبوب نبضي