航天器工程

专家特约稿

  • 国外航天器电子系统的几个重要发展趋势

    李杨;

    首先,界定了所讨论的航天器电子系统的范畴,即限于航天器平台或公共服务模块部分的电子设备。然后,从分布式模块化结构电子系统发展、工业标准体系的应用、空间电子单机与元器件先进制造技术影响和数字化设备应用等方面,综述了国外航天器电子系统技术十余年的发展成果和趋势,其中重视系统体系结构研究、工业标准向空间技术领域推广等经验值得借鉴。

    2014年06期 v.23;No.109 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 135K]
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研究与设计

  • 中国遥感卫星系统灾害监测能力研究

    黄宇民;范一大;马骏;侯宇葵;蒙静;

    通过研究、归纳中国在气象、海洋、农业、减灾、资源、环境等方面的九类重大自然灾害的监测对空间遥感的应用需求,绘出了九类重大自然灾害在时间分辨率和空间分辨率上的相应分布图;介绍了中国遥感卫星系统的发展现状,绘制其对九类重大自然灾害监测的能力满足度曲线,在此基础上,预测了中国未来遥感卫星系统的灾害监测能力包线应具有的能力,提出了中国未来遥感卫星系统的能力配置及发展建议。

    2014年06期 v.23;No.109 7-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 143K]
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  • 月面探测器月夜休眠自主唤醒方法

    雷英俊;张明;金波;马亮;

    提出一种月面探测器休眠自主唤醒方法:月夜来临时通过地面控制对月面探测器所有设备进行休眠操作;月昼来临时靠太阳光触发唤醒功能,由休眠唤醒电路自主发送指令唤醒探测器,解决月面探测器安全可靠度过月夜的能源供给问题。该方法已通过在轨验证,可为其他深空探测任务提供参考。

    2014年06期 v.23;No.109 13-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 122K]
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  • 应用激光测高仪提高测绘卫星定位精度的研究

    梁德印;

    双线阵立体测绘卫星定位对外方位元素的测量精度要求高,然而布设控制点成本高,缺少全世界范围内的控制点。针对这一问题,提出应用星载激光测高仪提高定位精度的方法。首先,分析了双线阵立体测绘卫星和激光测高仪的误差特性,即测绘相机定位精度受外方位角元素影响比较大,激光测高仪高程精度受角元素影响相对较小。然后,论证了用激光测高仪提高定位精度的可行性。在相同的卫星平台定向辅助数据下,激光测高仪高程精度要比测绘相机高得多,可以作为高程约束提高定位精度。最后,应用光束法平差原理对激光测高数据作为高程约束进行了仿真试验。结果表明,加入激光测高数据可将双线阵立体测绘卫星的高程精度由8.0m提高到约3.5m。此方法可为实现全球无控制点测绘提供一定参考。

    2014年06期 v.23;No.109 17-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 208K]
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  • GEO光学遥感卫星阳光入侵规避方法

    刘云鹤;刘凤晶;于龙江;

    地球静止轨道(GEO)光学遥感卫星的相机每天午夜时分存在阳光入侵问题,致使相机焦面存在潜在损伤,严重时将影响卫星的使用寿命。文章调研了国内外GEO光学遥感卫星针对此问题的解决方式,在综合考虑相机、电能、机动、热控、测控等各项影响因素之后,提出了一种应用约束规避算法的阳光入侵规避方法,首先将卫星设计的工程约束条件转换为空间几何约束条件,通过将明确约束参数后的算法引入卫星姿态控制器来调整卫星姿态指向,避免阳光入侵相机内部。典型工况的仿真分析结果表明:在规避过程中,相机光轴矢量与阳光入射矢量夹角满足约束条件,此方法有效,可满足卫星在轨应用。

    2014年06期 v.23;No.109 24-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 211K]
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  • 航天器爪型对接机构对接过程动力学仿真分析

    邓润然;马炜;姜水清;

    航天器对接机构是完成空间在轨对接任务的核心机构,要保证成功完成对接任务,必须清楚掌握其对接过程动力学作用机理与表现。文章针对爪型对接机构的对接过程开展动力学研究,建立了考虑对接过程中的接触、摩擦及碰撞等非线性因素的对接机构动力学模型,进行对接过程的全程动力学仿真模拟,详细分析了对接过程的影响因素与作用机理,并从能量角度分析了缓冲器的工作性能,可为爪型对接机构的设计、对接初始条件确定和控制策略的制定提供参考。

    2014年06期 v.23;No.109 30-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 206K]
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  • 空间太阳能电站高低压混合供电系统设计

    王鹏鹏;任筱强;

    在调研美国NASA空间太阳能电站(SPS)供配电相关方案的基础上,针对空间太阳能电站平台设备和有效载荷设备两种不同的供电特性要求,提出将高低压混合供电技术应用于空间太阳能电站的供电系统设计。该设计在满足高效对地供电传输要求的同时,能够确保航天器平台自身的稳定、可靠运行。文章介绍了高低压混合供电技术的原理和系统构成;针对系统高于目前在轨卫星6个数量级的超高压需求,分析了高压电缆和高压继电器研制的可行性,得出高压电缆的重点研究方向,即通过材料及结构优化来减小质量、增加散热、减小弯曲半径等,高压继电器的研究方向为研制高压混合继电器(EMPC)中适用于航天任务的高压固态功率管;调研分析了目前常用的空间等离子体被动防护技术和主动防护技术,通过比较,说明主动防护技术更适用于空间太阳能电站的超高压系统,可为我国建设超大功率空间太阳能电站提供技术参考。

    2014年06期 v.23;No.109 36-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 159K]
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  • 临近空间飞艇电源系统新型拓扑结构研究

    林晓辉;陆翀;张兴浩;周明中;王新征;

    针对临近空间飞艇高压载荷的需求,文章研究了飞艇高压动力母线控制电路的拓扑结构,提出更高效、更实用的高压拓扑控制电路,设计了三电平电压变换拓扑结构,可有效减小元器件电压应力,解决高压动力母线带来的问题,提高系统的效率和可靠性。实验表明,三电平电压变换拓扑结构适用于高输入和高输出电压中大功率的应用场合,能够满足临近空间飞艇电源系统的需求。

    2014年06期 v.23;No.109 41-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 255K]
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  • 离子推力器栅极放电分析和保护设计

    王少宁;王卫国;张保平;陈昶文;

    离子推力器的栅极结构复杂、电压高,两栅之间容易发生放电,给离子电推进正常工作带来影响,文章提出推力器加工工艺和过程污染物是产生放电的主要原因。分析国内外离子电推进系统放电现象,建议采用放电保护设计,以有效保护电推进系统及卫星的正常工作。文章以电源处理单元为主,给出了针对离子推力器栅极放电的保护设计和系统控制保护措施。

    2014年06期 v.23;No.109 47-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 209K]
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  • 基于有向图模型的卫星任务指令生成算法

    田志新;崔晓婷;郑国成;杨柳青;李小娟;金涛;

    面向任务的卫星操控模式具有操作简便、星载资源使用效率高的优点,正在取代指令序列注入成为遥感卫星运控的新模式。文章提出一种基于有向图模型的遥感卫星任务指令序列生成算法,具有线性存储复杂度和计算复杂度,适合存储资源和计算资源受限的星载计算机应用。此算法已在某遥感卫星应用,测试试验表明,采用3个面向任务的高级指令即可生成52种指令序列,任务上行注入效率提升了5倍。本文方法根据有效载荷的使用约束条件,配置有向图模型参数,即可满足各种类型卫星使用。

    2014年06期 v.23;No.109 54-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 243K]
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  • 同步串行总线在通信卫星转发器中的应用

    徐楠;李东;魏强;熊晓将;

    提出了一种适用于通信卫星转发器分系统测控数据传输的5线制同步串行总线,支持30个终端同时接入,改变了通信卫星平台传统的点对点式的遥测遥控信息传输方式,大大减少了通信舱内电缆数量;并在某通信卫星载荷舱上进行了应用,使卫星载荷舱质量减少几十千克,提升了卫星平台的有效载荷能力。文章设计的串行总线提供标准的接口电路,有利于有效载荷设备的扩容,可以推广至更多的有效载荷设备,构成其之间的测控信息网络。

    2014年06期 v.23;No.109 61-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 258K]
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  • 基于固态硬盘的星载海量存储阵列研究与设计

    王凤阳;王宁;

    针对当前星载设备对低成本、标准化及快速组装、快速测试的需求,提出采用基于SATA接口的固态硬盘(SSD)作为存储模块研制星载存储设备。文章首先分析了星载存储技术发展特点、对存储设备的技术需求,以及固态硬盘自身的特点,然后分别从固态硬盘在星载应用中的必要性、可行性及其在应用中的优缺点进行探讨,并重点说明了在星载应用中需要攻克的关键技术及与数传/载荷分系统的融合方法,最后从硬件原理设计、软件层次设计等给出一种可行的设计方案,可为星载固存设备研制提供设计思路。

    2014年06期 v.23;No.109 69-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 139K]
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  • 软件能力成熟度模型在航天器软件研制中的应用研究

    郭坚;李林;王君娜;

    介绍了美国国防部评估其软件承包商的软件能力成熟度模型(CMM),针对航天器软件工程化实施过程中软件生存周期与实际研制流程不符、软件质量过于依赖整星测试的问题,提出了开发本地化生存周期模型;应用组织资产提升软件复用能力;利用数据采集和分析发现问题本质;重视配套设施、促进软件工程过程的落实等,以及将软件能力成熟度模型思想和内容进行本地化的措施,可为解决当前航天器软件研制中存在的问题,提升软件研制单位能力提供参考。

    2014年06期 v.23;No.109 75-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 133K]
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  • 一种轴对称平面反射阵天线的布阵方法

    王晓天;高晓艳;董楠;

    为了减少星载平面反射阵列天线设计所需的庞大计算量,提出了一种基于菲涅尔原理的新的天线布阵方法,该方法通过多种菲涅尔相位环带实现相位补偿,每一环带所用贴片单元一致。在此基础上设计了工作频率为94GHz,由4种菲涅尔相位环带组成的平面反射阵列天线。通过仿真计算,证明该方法合理有效,可应用于星载轴对称平面反射阵天线的设计。

    2014年06期 v.23;No.109 80-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 162K]
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  • 卫星安全性设计的分析评价策略

    王志勇;郭秉毅;刘洋;

    卫星安全性设计往往采用故障模式与影响分析(FMEA)方法,与可靠性设计同时开展。文章分析了卫星可靠性和安全性设计的对立统一关系,以及FMEA方法在安全性设计应用时偏重功能故障分析的局限性,提出采用FMEA方法结合初步危险分析(PHA)和安全检查表分析(SCA)方法,开展卫星安全性设计综合分析评价的策略和安全性设计流程。以卫星在轨加注为例,采用安全性设计综合分析评价流程进行安全性设计研究,结果表明,文章提出的策略和流程可以帮助卫星设计师有效开展系统安全性设计,全面考虑故障模式和其他危险源引发的安全性风险,制定最优的卫星安全性设计方案。

    2014年06期 v.23;No.109 85-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 207K]
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战略发展与情报研究

  • 全球导航卫星系统互干扰评估分析及启示

    张建军;薛明;

    介绍全球导航卫星系统(GNSS)信号互干扰问题的现状,总结卫星导航系统互干扰评估测试的两种方法,即多径误差评估方法和载噪比评估方法的基本理论和研究现状,结合卫星导航系统的发展需求,对比提出了方法之间的局限性。针对我国卫星导航系统的发展情况,提出基于频谱隔离系数的等效载噪比方法作为卫星导航系统信号互干扰评估方法,以及相关的发展建议。

    2014年06期 v.23;No.109 93-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 142K]
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  • 轻小型再入飞行器发展研究

    耿云飞;高洁;陆亚东;李齐;

    为实现深空探测无人取样返回任务,目前国外普遍采用轻小型化返回飞行器,并已取得较大成功。文章概述了星尘号、起源号和隼鸟号3个典型深空高速再入返回器的情况及技术特点,在此基础上分析了我国开展轻小型再入返回器研究的技术需求及发展建议,指出需要在高速再入返回气动技术、轻小型高速再入返回热防护技术、超声速降落伞回收技术、轻小型机构与综合电子技术等方面进行突破。

    2014年06期 v.23;No.109 99-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 169K]
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  • 气球型深空探测器技术研究进展

    吴耀;姚伟;王超;吕晓辰;马蓉;

    气球型深空探测器能够大大提高深空探测的机动能力,它不仅可以获取区域范围内的高分辨率观测数据,而且还可实现不同高度大气的原位测量。文章针对气球型深空探测器按技术特征进行了分类,并简述了各类气球探测器的原理和特点,重点总结了各类气球探测器在金星、火星和土卫六上应用的研究现状。针对我国未来的气球型深空探测器技术发展,提出首先以火星热气球为发展方向,与地球临近空间浮空器技术的发展彼此借鉴,促进关键技术领域的技术突破等建议,可为我国未来深空探测提供参考。

    2014年06期 v.23;No.109 105-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 222K]
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  • 不凝气体对航天器两相热控设备性能的影响

    何江;林贵平;柏立战;苗建印;张红星;

    不凝气体(NCG)是影响航天器两相热控系统性能和寿命的关键因素之一。文章总结了NCG产生的机理,即材料相容性、物理吸附与脱附,以及空间极端环境下工质的分解;介绍了NCG对航天器传统热管、环路热管和重力驱动两相流体回路热性能的潜在危害,包括工作温度升高、总热导减小、启动困难,甚至引起运行失效;从工程应用角度,提出了NCG问题的抑制措施,如对于环路热管,可加装半导体致冷器,对于两相流体回路,可增大储液器体积或减少工质充装量。

    2014年06期 v.23;No.109 114-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 230K]
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  • 欧洲自动转移飞行器电源系统设计及启示

    姜东升;刘震;张沛;

    介绍了"自动转移飞行器"(ATV)电源系统采用的3项关键技术:太阳翼X构型设计,太阳电池电路交叉布阵,蓄电池组充电控制模式;探讨了这些技术对平衡不同光照条件输出功率、降低遮挡对每个太阳电池阵输出功率的影响,以及确保蓄电池性能安全可靠的优势;并讨论了ATV电源设计方案对我国货运飞船和空间站电源系统设计的借鉴意义。

    2014年06期 v.23;No.109 122-127页 [查看摘要][在线阅读][下载 168K]
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  • 可再生燃料电池系统在空间电源中的应用研究

    陈宋;孙凤焕;张明;戴孟瑜;崔波;

    概述了可再生燃料电池的工作原理和特性;介绍了国外可再生燃料电池的空间应用,在"太阳神"无人机和平流层飞艇上的设计验证经验,以及国内的技术发展水平;分析了可再生燃料电池系统应用于空间电源所要解决的系统优化设计、电解器和燃料电池的高性能及安全性设计、功率控制器的集成化设计、氢气/氧气的空间储存及后处理等关键技术;提出了用于空间电源的可再生燃料电池系统初步设计方案,对系统的组成和工作流程、各子系统的功能和设计方式进行了论述,可为我国未来的新型航天器电源系统设计提供参考。

    2014年06期 v.23;No.109 128-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 202K]
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测试与试验

  • 基于状态图的航天器测试用例设计

    吕笑慰;王华茂;闫金栋;

    为进一步提高航天器测试效率和测试覆盖性,提出了一种基于状态图的航天器测试用例设计方法,以状态图模型作为测试用例设计的依据,通过模型覆盖准则,由算法生成测试用例,并以自主热控功能的测试为例,对新方法进行了可行性验证,给出了原始用例和新用例的比较结果。该方法有利于准确衡量测试用例覆盖率,缩短用例设计时间,可为工程应用提供参考。

    2014年06期 v.23;No.109 135-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 167K]
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信息简讯及其他

  • 动态新闻

    <正>中国航天科技集团第十届珠海航展达成千亿订单据中国航天科技集团公司网站2014年11月12日报道,第10届中国国际航空航天博览会于2014年11月11日在珠海开幕。中国航天科技集团公司签署了约1000亿元人民币的系列采购与合作协议。集团公司董事长雷凡培介绍,此次签约主要包括气象卫星工程合作协议、防空导弹武器系统采购协议、神华集团采购业务合作项目等,涵盖了通信卫星、遥感卫星、气象工程、运载火箭等空间技术装备,导弹武器系统、火箭武器系统、无人机系统等

    2014年06期 v.23;No.109 141-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 144K]
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  • 科技成果

    <正>人类空间探测器首次成功着陆彗星据中国科技网2014年11月13日报道,ESA的罗塞塔号彗星探测器携带的"菲莱"着陆器成功在67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星上着陆。ESA表示,这是人类探测器首次成功在彗星上着陆。在超速飞行的彗星上着陆,标志着罗塞塔号探测器10年任务达到高潮。不过,在整个任务中,"菲莱"传输的数据仅约占1/5。即使着陆不成功,任务也不算失败,因为罗塞塔号探测器能够独自完成任务的80%。该任务预计在2015年结束,任务结束后,主轨道器还将继续绕彗星飞行,直到2016年底。该项目耗资13亿欧元,探测器于2004年发射升空,历经

    2014年06期 v.23;No.109 145-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 127K]
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  • 发射短讯

    赵迎龙;瞭望;

    <正>实践十一号08星顺利入轨据中国航天科技集团公司网站2014年10月29日报道,10月27日,我国实践十一号08星搭载CZ-2C运载火箭顺利进入预定轨道。该卫星由航天东方红卫星有限公司负责研制,主要用于开展太空科学和技术试验。火箭由中国运载火箭技术研究院研制,这是长征系列运载火箭的第197次发射。我国成功发射遥感卫星-22据中国航天科技集团公司网站2014年10月22日报道,10月20日,遥感卫星-22搭载CZ-4C运载火箭顺利进入预定轨道。该卫星和运载火箭均由上海航天技术研究院抓总研制。卫星主要用于科学

    2014年06期 v.23;No.109 147页 [查看摘要][在线阅读][下载 59K]
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  • 2014年度《航天器工程》审稿专家名单

    <正>2014年,《航天器工程》审稿专家以深厚的学术造诣、丰富的工程经验、严慎细实的作风、客观公正的态度和高度负责的精神,在专审工作中严格审阅、中肯评价,为刊载论文学术水平的进一步提高,为期刊权威性、公信力、影响力和美誉度的不断提升,作出了重要贡献。《航天器工程》编辑部向审稿专家表示衷心的感谢和崇高的敬意!

    2014年06期 v.23;No.109 148页 [查看摘要][在线阅读][下载 43K]
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  • 《航天器工程》第23卷(2014年)总目次

    <正>~~

    2014年06期 v.23;No.109 149-156页 [查看摘要][在线阅读][下载 132K]
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