航天器工程

专家特约稿

  • 航天项目管理——高技术复杂项目管理

    郭宝柱;

    航天项目是高技术项目。航天项目管理是高技术复杂项目管理。人的动机和行为的不确定性以及高新技术的挑战是复杂性的重要根源。高技术项目组织管理需要系统思维,高技术系统研制要采用系统工程方法。系统思维和系统工程方法是项目管理者应对复杂管理局面的有效方法。

    2014年01期 v.23;No.104 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 266K]
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  • 钝头型航天器再入通信黑障及对策研究

    王家胜;杨显强;经姚翔;游晟;

    首先介绍了无线电波在等离子体环境中传播的基础理论,在此基础上分析和讨论了钝头型航天器再入时形成的等离子鞘套及相关通信黑障现象。从13个方面(包括近期和远期实现的可能性等)对多种减轻或消除黑障的设想和方法:包括高频、激光、高等效全向辐射功率(Effective Isotropic Radiated Power,EIRP)和品质因素(G/T值)、选择空气动力外形、亲电子材料、磁或电磁控制、中继等进行了全面的比较和评估。考虑到我国的空间基础设施和技术背景条件,利用中继法应是在近期可实现的工程技术解;而亲电子材料、磁或电磁控制法对解决各种等离子鞘套问题具有广阔的远期发展前景。文章的研究结果对我国今后的再入类航天器工程顶层构想具有参考意义。

    2014年01期 v.23;No.104 6-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 502K]
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研究与设计

  • 环境减灾-1A、1B卫星光学载荷在轨运行情况分析

    朱军;陈卫容;

    环境减灾-1A、1B卫星于2008年9月6日发射升空,至2013年7月20日,2颗卫星的4台宽覆盖多光谱CCD相机、1台超光谱成像仪(HSI)和1台红外相机(IRS)已在轨稳定工作近5年,共获取超过61万景2级地面遥感图像数据。文章对在轨运行的光学载荷遥测参数进行了统计和分析,结果表明:DC/DC电压遥测变化量不超过5%,关键光机部位温度遥测变化量小于2.25℃,转动部件电压和电流遥测变化量小于1%,遥测参数均在设计范围内,显示光学载荷在轨稳定正常工作。最后,综合分析了光学载荷图像数据应用情况,分析表明:光学载荷图像数据具有较强的地物影像分类、提取和分辨能力,与国外同类卫星比较,水体识别符合度达到90%以上,旱情分级符合度大于66%,光谱分辨率达到5nm,积雪范围提取精度达到90%以上,在各类应用领域发挥了较大的效能。

    2014年01期 v.23;No.104 17-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 630K]
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  • 航天器着陆碰撞动力学CUDA并行计算技术

    高树义;谷良贤;张方;陈国平;李杨;

    航天器着陆接触碰撞过程中的瞬态响应计算,涉及到几何非线性、接触非线性和材料非线性,计算过程复杂,计算量大。为此,文章将统一计算架构(CUDA)技术应用到接触碰撞问题的并行显式积分计算,研究了质量矩阵和刚度矩阵的并行生成方法,并将基于中心差分法的求解过程并行化实施。仿真算例表明:并行算法计算结果准确,较大地提高了计算仿真分析的效率,可为航天器着陆过程中冲击动力学计算的快速和高精度实现奠定基础。

    2014年01期 v.23;No.104 25-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 455K]
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  • 复合材料在长焦距空间光学遥感器上的应用

    吴俊;宋志清;毛建杰;

    对碳纤维增强聚合材料(CFRP)和碳化硅颗粒增强铝基(SiCp/Al)复合材料在空间光学遥感器的应用进行了介绍,并以某长焦距空间光学遥感器的主支撑结构为例,对应用不同材料时遥感器的质量、固有频率、热位移等进行了研究。研究结果表明:应用复合材料能够使主支撑结构质量降为278kg,从而降低发射成本;结构具有较大的刚度,固有频率为156.09Hz,满足设计指标;可以更加有效控制结构热变形引起的光学元件刚体位移,提高成像品质。文章对复合材料更好地应用于长焦距空间光学遥感器,具有一定的参考价值。

    2014年01期 v.23;No.104 32-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 298K]
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  • 航天器直属件关联设计方法

    韩彬;刘刚;

    采用了"顶层基本骨架"的概念和自顶向下的设计方法,通过该骨架收集单机设备的机械接口信息,并将信息传递至各直属件骨架模型中作为直属件设计的输入。直属件完成详细设计后,单机机械接口的最新变更信息通过骨架传递至直属件模型,确保直属件模型能够及时更新,同时实现了直属件的关联设计和自动装配,其设计失误率降低至1.6%,设计周期缩短约35%。此方法可为航天器直属件设计提供参考。

    2014年01期 v.23;No.104 37-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 296K]
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  • 模块化卫星的多螺杆连接分析

    杨新峰;张晓敏;张立华;

    相对于单螺栓连接或平均受力的多螺栓连接,模块化卫星的多根螺杆连接涉及被连接件的非均匀连接刚度,各螺杆处的不同连接刚度的耦合作用与影响还有待深入分析。本文基于单螺栓的载荷分析方法,通过计算被连接件的连接刚度矩阵参数,并融入到螺杆载荷分析中,从而得到计算螺杆直径与预紧力的公式。最后,给出一个模块化卫星多螺杆连接分析的算例,计算结果显示,使用M3钛螺杆、每个螺杆施加最小1Nm拧紧力矩,可以满足此模块化卫星的使用要求。

    2014年01期 v.23;No.104 41-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 247K]
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  • 热真空试验中分子污染敏感单机的失效机理及对策

    刘天雄;罗成;朱剑涛;易忠;杨东升;

    卫星大量应用的电缆塑料绝缘层、粘结剂、导热硅脂等非金属材料,在热真空试验过程中逐渐出气并产生分子污染物,可能会造成敏感单机失效的问题。文章对失效机理进行了理论分析,根据总离子流色谱图确定了分子污染物的成分,由此提出利用真空烘烤试验加速星内非金属材料的出气,同时通过真空静置提高星内真空度的方法,以解决微波开关等分子污染敏感单机在热真空试验中可能发生的失效问题。试验结果表明,失效机理分析准确,提出的措施有效。文章提出的防护对策,已在卫星研制过程中得到推广应用。

    2014年01期 v.23;No.104 47-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 388K]
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  • 定形相变材料温控精度的影响因素分析

    程文龙;冯建辉;谢标;

    定形相变材料能够解决传统相变材料泄漏、传热性能差等问题,在电子元器件温控等领域具有较好的应用前景,但其温控精度受到相变材料物性参数、外界环境等因素的影响明显。本文通过建立定形相变材料的传热模型,在实验研究和数值分析的基础上分析各参数对温控精度的影响。研究结果显示定形相变材料热导率对温控精度的影响较大,温控精度随热导率的增加而提高;温控精度随加热功率的增加而降低,且当热导率小于1.76 W·m-1·K-1时温控精度降低明显;随相变温度宽度增加,相变材料的温控精度降低;相变材料厚度的增加导致温控精度降低。

    2014年01期 v.23;No.104 53-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 307K]
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  • 一种深空探测器电源共用的方法

    雷英俊;张明;井元良;金波;

    针对深空探测器重量约束苛刻的特点,提出了一种适合探测器A和B组合体的电源共用方法,充分利用探测器A和B电源控制器原有的功率模块,设计电源共用电路和一套逻辑控制指令,通过两器间的电接口实现电源共用,并对该方法的技术先进性进行了详细分析,可为深空探测器电源系统设计提供参考。

    2014年01期 v.23;No.104 58-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 277K]
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  • 一种直接入轨卫星变轨阶段的供电方案

    张明;曾毅;刘奕宏;鲍恩竹;

    相比传统的卫星自身变轨方式,直接入轨方式下卫星的主动段时间将延长到4~5h。为解决卫星直接入轨过程中由于主动段时间大大加长,导致卫星电能需求的增加,以及电源系统配置不必要的质量增加的问题,文章提出了一种在发射和变轨阶段通过运载火箭上面级向卫星供电的方案,即在上面级上增加了一套独立的一次性电源系统。该系统与卫星自身电源系统相结合,在发射和变轨期间优先使用,卫星自身电源根据负载用电情况自主介入,能很好地解决卫星直接入轨方式下主动段的电能需求问题。

    2014年01期 v.23;No.104 63-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 342K]
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  • 一种新型的充放电及分流一体化空间电源控制技术

    蔡晓东;何小斌;张明;林文立;

    为满足卫星轻量化需求,本文对一体化的空间电源调节技术进行了研究。采用一种新型的集蓄电池充放电与并联分流一体化功率拓扑结构和功率调节控制策略,可实现使用单一电路完成太阳阵分流、电池充电控制、电池放电调节三种功能。介绍了新型拓扑的工作模式、功率调节控制策略及其实现方法,通过Pspice软件进行了电路建模与原理仿真,结果证明此方法有效。

    2014年01期 v.23;No.104 69-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 512K]
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  • MEO卫星太阳电池在轨衰降特性分析

    张晓峰;左子瑾;

    通过MEO卫星在轨遥测数据的统计,从太阳电池阵输出总功率、输出总电流,太阳电池的短路电流、开路电压等方面,对我国发射入轨的第一颗MEO卫星的硅太阳电池阵在轨衰降特性进行了分析,结果表明:输出总功率、总电流与短路电流在第一个周期衰降率较大,开路电压衰降呈线性趋势。文章的分析结果可为后续MEO卫星太阳电池阵设计提供参考。

    2014年01期 v.23;No.104 75-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 288K]
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  • 在轨卫星综合数据库系统的设计与实现

    朱剑冰;秦巍;程博文;莫中秋;常克武;

    针对卫星在轨相关数据(卫星在轨综合数据)种类繁多,数据量大,查询时效性要求高等特点,对管理卫星在轨综合数据的关键技术进行了研究,提出将卫星在轨综合数据分类处理的方法,即利用遥测数据变化缓慢的特点采取变化存储的方法,压缩遥测数据的存储量,同时图形查询遥测数据时使用特征值提取算法快速完整地绘制遥测曲线;对于计算结果与在轨运行信息,采用数据类型描述的方式实现多类型数据的统一管理,较好地解决了计算结果与在轨运行信息数据管理复杂,数据类型扩展困难等问题。在此基础上,设计并实现了一套卫星在轨综合数据库系统。

    2014年01期 v.23;No.104 81-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 305K]
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  • ZigBee无线网络星载应用可行性研究

    袁春柱;刘思远;

    针对当前卫星上存在电缆多、电气连接复杂等问题,文章提出用ZigBee无线网络代替传统星载总线的设计构想。结合空间应用的特点,对ZigBee星载应用的优势进行了分析,并提出了相应的可行性设计建议,包括ZigBee星载应用的系统组成、网络拓扑、帧结构以及网络节点的实现方案,研究结果可以为未来卫星和空间站电子系统的设计提供参考。

    2014年01期 v.23;No.104 86-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 331K]
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  • 星载扩频应答机抗SEU方法及验证

    王淼;纪文章;宁金枝;李红宝;

    对星载扩频应答机抗单粒子翻转(SEU)的方法进行了研究,从单机层面提出了扩频应答机基带现场可编程门阵列(FPGA)和数字信号处理(DSP)抗SEU的方法,包括配置存储区回读校验、"看门狗"、三模冗余、动态刷新和程序区巡检等设计方法;从系统层面提出了由星上特定设备根据规定的原则对扩频应答机进行关机和开机操作的有效解除单粒子故障的方法。根据我国S频段非相干扩频应答机在轨飞行试验结果,单机发生SEU后自主恢复的概率超过99%,其余1%采用系统级的方法进行了恢复,验证了文章所述方法的有效性和正确性。

    2014年01期 v.23;No.104 91-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 276K]
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  • 空间非编码标记特征点中心定位方法与比较

    谭启蒙;胡成威;高升;

    归纳总结了应用于可见光测量的空间标记非编码设计原则,例举了棋盘格型、栅格型、圆型等3种典型的非编码标记图案设计,分别阐述了各标记特征点中心定位方法和计算过程,开展了对比试验,结果表明:圆型非编码标记图案设计及其特征点中心定位精度明显高于其他两种图案,其图案设计简捷、特征点突出易于识别、在像平面中呈现各向同性、点中心定位精度高、计算速度快、噪声抑制能力强。

    2014年01期 v.23;No.104 96-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 570K]
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战略发展与情报研究

  • 航天器柔性充气式密封舱结构技术的发展

    王文龙;从强;史文华;常洁;成志忠;闫亮;

    综述了国外充气式舱体的发展历程和研究现状,提炼了其质量、体积、空间布局等3项技术优势,总结了充气式舱体的多功能层合材料体系技术、无损折叠设计技术、刚化技术和地面试验验证技术等4项重点研究内容,对该领域的发展趋势进行了展望,并提出我国的应对策略。

    2014年01期 v.23;No.104 103-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 464K]
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  • 航天器中频力学环境预示研究进展

    朱卫红;马兴瑞;韩增尧;

    中频声振力学环境严重影响着航天器的可靠性和安全性,具有响应复杂、预示难的特点,因此航天器结构的中频动力学问题是当前研究的难点和热点。文章介绍了三类主要的中频预示方法,即改进的确定性方法、改进的统计能量法和混合法的基本理论和应用现状。结合航天器工程需求,对比和分析了几类中频预示方法的计算效率、应用前景和理论局限。最后,提出采用有限元与统计能量分析(FE-SEA)混合法作为国内航天器中频力学环境预示方法,并指出了FE-SEA混合法的研究方向。

    2014年01期 v.23;No.104 110-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 213K]
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  • 多任务模式电推进技术

    温正;王敏;仲小清;

    调研了多任务模式电推进技术在地球静止轨道卫星和深空探测器中的应用情况,电推进技术的应用由南北位置保持任务模式逐步向南北位置保持和轨道转移等多任务模式发展;总结了多任务模式电推进技术在功率需求、比冲、推力等方面的技术特点;从卫星平台技术、推力器技术、可变功率电源转换及控制技术、可变流量调节技术,以及多自由度、大角度矢量调节技术等方面,分析了多任务模式电推进在工程应用中要解决的关键技术。

    2014年01期 v.23;No.104 118-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 153K]
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管理与实践

  • 航天工程系统技术成熟度评估方法研究

    李存金;刘营;

    航天工程的技术支持系统十分复杂,单一技术成熟度评估方法不能有效解决系统整体的成熟度评估问题。文章以系统论、集成方法为指导,基于技术系统结构分解,从基本的单机构成要素为起点进行技术成熟度评价,考虑了不同系统层次的技术接口问题,进而按照逐层集成的方法完成一项航天工程整体技术系统成熟度的评估工作。这种评估方法具有系统性、综合性特点,能够满足航天工程整体技术系统成熟度评估的实际应用需求。

    2014年01期 v.23;No.104 124-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 225K]
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  • 美国卫星公用平台采办模式研究

    王喜奎;朱放;

    基于卫星公用平台的卫星设计、制造理念,以卫星公用平台目录作为重要的采办工具,在当今许多国家的卫星采办项目中得以应用。本文在整理美国卫星公用平台目录建设、管理与应用领域的进展情况基础上,特别是研究分析了美国国家航空航天局下属航天器快速发展办公室(RSDO)的运作情况,探讨了我国航天领域卫星公用平台型谱管理与应用的前景和方向,以及专业咨询机构在采办过程中的作用,为进一步深入实践航天产品工程理论提供了新方法、新模式。

    2014年01期 v.23;No.104 130-135页 [查看摘要][在线阅读][下载 173K]
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信息简讯及其他

  • 动态新闻

    <正>中国航天科技集团研发国内最大空间环境模拟器据中国航天报2013年11月7日报道,近日,由中国航天科技集团公司五院自主研发的国内最大空间环境模拟器KM8在五院天津滨海航天城超大型航天器AIT中心厂房内正式动工开建。KM8空间环境模拟试验设备为立式容器,将在大型真空容器空心法兰结构设计、不锈钢板式热沉研制、真空抽气方法优化技术、大载荷水平调节系统等方面实现多

    2014年01期 v.23;No.104 136-145页 [查看摘要][在线阅读][下载 508K]
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  • 科技成果

    <正>科学家首次用压力使得半导体变身拓扑绝缘体物理学家组织网12月13日报道,一个由中国吉林大学、美国华盛顿卡内基研究所等单位研究人员组成的国际小组合作,通过对一种半导体施加压力,将其转变成了"拓扑绝缘体"(TI)。这是首次用压力逐渐"调节"一种材料,让它变成了拓扑绝缘状态,也为先进电子学应用领域寻找TI材料开辟了新途径。相关论文在线发表于《物理评论快报》上研究人员通过掺杂(加入少量其他元素)或"种植"的

    2014年01期 v.23;No.104 146-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 149K]
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  • 发射短讯

    赵迎龙;瞭望;

    <正>遥感卫星19号成功发射据中国航天报2013年11月22日报道,11月20日,长征4C运载火箭成功将遥感卫星19号发射升空,卫星顺利进入预定轨道。本次发射是长征系列运载火箭的第184次发射。遥感卫星19号和长征4C运载火箭均由中国航天科技集团公司八院抓总研制,卫星主要用于科学试验、国土资源普查、农作物估产和防灾减灾等领域。试验五号卫星成功发射据中国航天报2013年11月27日报道,11月

    2014年01期 v.23;No.104 149-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 134K]
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