原子氧作用下聚酰亚胺薄膜剥蚀形貌仿真方法

为研究低地球轨道(LEO)原子氧(AO)作用下航天器用聚酰亚胺(PI)薄膜材料剥蚀形貌变化规律,提出一种基于局部网格边界相交判断的剥蚀形貌仿真方法,并采用周期性边界处理法获得表面形貌。其计算所得材料掏蚀深度与文献中的试验结果相差小于4%,证明该方法对AO与PI材料的相互作用的仿真与试验结果相近。采用剥蚀深度算术平均偏差和标准差作为形貌的描述参数,发现这2个参数均随着AO累积通量以0.253次幂律增大。标准差和算术平均偏差的比值随AO累积通量的增大基本保持不变,说明表面形貌特征在AO作用下基本不变,只是表面峰值和谷值增大。此外,计算结果表明,不同轨道速度条件下PI表面剥蚀形貌差异不大。以上研究结果有助于进一步理解AO作用下PI材料表面剥蚀形貌形成机理。

原子氧作用下聚合物薄膜材料表面形貌变化研究综述

原子氧作用造成航天器用聚合物薄膜的表面形貌发生显著变化,服役性能下降。基于此,从试验和仿真2个方面对相关研究进行了综述,总结了聚酰亚胺薄膜粗糙度及透过率随原子氧通量的变化,发现随累积通量增加,薄膜表面粗糙度增大,造成其透过率下降,但变化规律仍不清楚。对改性聚酰亚胺薄膜、其他聚合物薄膜及空间环境协合效应下聚合物薄膜的形貌变化进行了分析,分析了原子氧与聚合物材料作用仿真方法,对原子氧掏蚀形貌仿真结果进行了总结,指出了聚合物薄膜形貌变化机理研究中的关键科学问题。

太阳电池阵表面充电反向电位梯度的地面模拟

太阳电池阵等部件由于其表面介质的高二次电子发射及光电子发射特性,使得其在轨表面充电典型表现为反向电位梯度(inverted potential gradient,IPG)。为了评估航天器部组件在轨的表面充电风险,需要研究IPG的特点及在地面模拟IPG的方法。文章通过分析地球中高轨道与低轨道空间等离子体环境中表面充电的特点,提出了地面模拟IPG表面充电的方法,并给出典型试验结果。推荐中高轨道利用电子枪或紫外源、低轨道利用冷稠等离子体源模拟表面充电IPG;模拟过程中为了建立IPG,试样基底导电部位需要悬浮且有直流负偏压电源驱动;模拟IPG时需要针对试样尺度进行缩比补偿;文章给出的方法可用于一般太阳电池阵或其他在轨充电会产生IPG的试样开展地面模拟及静电放电防护性能评价试验。

航天器单机内PCB焊点低气压放电试验研究

在轨航天器单机内部存在低气压放电风险,因此对于工作电压等级较高的PCB,需要采用放电防护工艺和措施。文章针对几种现有的放电防护工艺,试验测量了不同工艺条件下的焊点起晕电压。试验结果表明,球形焊点的起晕电压高于正常焊点;焊点之间是否开槽对起晕电压无明显影响;涂三防漆的焊点起晕电压显著高于未涂漆焊电极。试验结果能够为航天器用PCB焊点放电防护工艺评估提供指导。

空间电子产品电绝缘试验技术研究

空间电子产品的电绝缘性能构成了航天器电信号传输和作用的边界,需要在航天器的研制流程中进行试验验证。文章针对部件级以上电绝缘试验选择和设计实施过程中需要解决的关键性问题,从环境及效应分析入手,介绍了电绝缘试验项目的选择原则、试验参数的裁剪方法,分类给出了不同的电绝缘试验系统,并就放电测试的关键性问题进行了讨论,以期为设计和工艺工程师规划和实施电绝缘试验提供参考。

全尺寸全空域高超声速等效模拟器原理及概念设计

利用螺旋波电离加速并获得轴向速度约为5-10 km/s的等离子体束流,再经过电荷交换产生等速的定向高速气流。采用多束并联的工作方式模拟高速中性气流环境,实现对约0.5-3 m^2的整个高超声速飞行器横截面积的覆盖,每一束气流的横截面积约为0.031 4 m^2,其密度在1015-1021 m^-3范围可调。基于多束并联工作原理的模拟器称之为全尺寸全空域等效模拟器,能够用于高超声速飞行器的气动力学、气动加热等的地面研究,所获得的测量数据更加符合实际飞行状态,也可以解决缩比模型实验的相似性原理差异等技术难题。

航天器单机机箱内部压力变化规律探析

航天电子产品在低气压环境下容易发生放电,导致电磁干扰、产品损坏甚至灾难性事故。为确定单机机箱内部压力在轨变化趋势和特点,文章以航天器典型单机机箱为研究对象,首先计算分析了机箱内部压力随时间的变化规律;然后利用特殊工装实际测量了置于真空容器内机箱的内部压力变化。理论计算结果与试验实测结果符合性较好。该研究能够为单机机箱设计、低气压放电防护及评估提供依据和指导。

三线摆微推力测量系统的阻尼控制优化法

三线摆可以应用于电推进器微推力的测量。文章介绍三线摆微推力测量的原理,分析测量结构的阻尼特性及其影响,提出人为施加阻尼以缩短动态时间,并对外加阻尼作用下的测量系统进行分析,通过仿真和实验验证了阻尼控制方法的有效性。

太阳电池片间隙区域充电电场的数值计算

高压太阳电池阵在空间带电粒子环境中易发生静电放电,特别是太阳电池片间隙区域存在着诱发二次放电的风险。文章建立了太阳电池片间隙区域充电模型,基于静电理论研究了计算太阳电池片间隙区域充电电场的算法。数值计算结果表明:太阳电池片间隙区域两侧,充电电场呈对称分布;玻璃盖片与基底之间存在明显的电位差,且玻璃盖片的电位高于其他部位。

螺旋波电推进的搭载试验装置结构设计与分析

螺旋波是未来空间电推进系统极具吸引力的电离源之一,逐渐受到国内外高度关注。为进一步验证其可靠性,考虑进行螺旋波电推进的搭载试验。文章对螺旋波电推进搭载试验装置的支撑结构进行了详细的设计与分析,并采用有限元软件进行了力学计算,以验证结构设计的合理性。

地月平动点尘埃动力学特性原位探测方法研究

为考察在地月平动点EML4、EML5可能存在的尘埃云的动力学特性,需研究能够覆盖较宽速度范围的尘埃颗粒动力学原位探测方法及技术。针对国内即将实施的Kordylewski尘埃云(KDC)探测任务,已有的栅网式尘埃速度矢量探测方法难以满足对高速颗粒的探测需求。作者提出通过在栅网式探测装置最后增加靶标以同时获得高速和低速颗粒的动力学特性参数,并对气凝胶靶标、电阻丝靶标、金属板靶标、电容式靶标、薄膜靶标及光帘式靶标等的适用性和优缺点进行分析比较后,建议采用栅网‒金属电离复合式探测方法。

太阳电池阵等离子体环境下功率泄漏试验研究

目的确定太阳电池空间等离子环境下的功率泄漏特性参数。方法在地面模拟等离子环境下,测量太阳电池阵收集电流随偏置电压的变化规律,再根据计算模型估算太阳电池阵空间环境下的功率泄漏数值。结果太阳电池收集电流随偏置电压的增大而增大,达到一定阈值后,发生收集电流突变现象,实际测试电流值大于100 mA,功率泄漏百分比大于14.3%。辉光放电伴随收集电流突变过程,等离子体鞘层从太阳电池的导体部分扩展到介质部分;收集电流突变发生后,测量电池暗特性,未发现明显损伤。结论针对未来高电压大功率太阳电池阵,应采用功率泄漏试验,检验其功率泄漏特性,建议综合考虑多方面的因素规避发生收集电流突变风险。

真空低温太阳辐照环境下的天线热变形测量技术

航天器结构在轨受到空间外热流影响而产生巨大温度梯度,将导致结构热致变形,为了保证有关地面模拟考核验证的有效性,必须对在轨外热流进行尽可能真实的模拟,同时采用高精度的热变形测量手段获取航天器的结构变形数据。文章介绍了一种热变形测试试验方法,系国内首次将太阳模拟器外热流模拟法和非接触摄影测量法结合应用在某天线的地面模拟热变形测试试验中,在真实模拟天线在轨温度分布的同时精确获取了天线上大量的点云变形数据。经数据比较分析,天线变形实测数据与在轨仿真分析一致,在1.5 m口径范围内的变形测量精度优于15μm,验证了该测试试验方法的有效性,为航天器结构的在轨热效应模拟和测试评估提供了新的试验手段。

归因于空间环境的航天器故障与异常

天然空间环境对航天器设计、研制和运行的影响是NASA马歇尔空间飞行中心系统分析和集成实验室电磁与航空宇宙环境部组织编写的一系列NASA RP报告的主题。其中,NASA RP-1390详细概述了天然空间环境7个主要环境因素,包括它们的简单定义、相关的型号计划事项以及对各种航天器分系统的影响。该报告提供100多个从1974～1994年间发生的归因于天然空间环境的航天器故障和异常的案例,统计分析天然空间环境及其对航天器的影响。文章是对这篇报告的介绍与点评。

石油机械设备管理与维护工作探究

石油开采环节中,机械设备的维护和管理工作对整体工作的影响巨大,是十分重要的工作环节。当前的石油企业工作中不够重视开采设备的维护和管理,缺乏有效的监管,导致设备在运行中出现了老化、破损等问题,受到人员技术专业性不高的情况,石油开采的效益低下。为此,从开采石油的角度出发,分析了石油机械设备在管理和维护中存在的问题,并提出了科学监管的措施。

可靠性与环境工程技术重点实验宣完成试运行评估

11月12日至14日，国防科工局、总装备部对可靠性与环境工程技术重点实验室进行了试运行评估。评估专家组先后对北京强度环境研究所、北京卫星环境工程研究所和北京航空航天大学分部进行了数据核查和实地考察，

北京卫星环境工程研究所组织与国家新闻出版总署交流活动

2月10日，受中国宇航学会委托，北京卫星环境工程研究所组织了与国家新闻出版总署新闻报刊司的交流活动。交流会由中国宇航学会副秘书长龚金玉主持，国家新闻出版总署新闻报刊司张泽青巡视员、丁以绣副司长，北京卫星环境工程研究所徐晓权所长，中国宇航学会杨俊华副理事长兼秘书长，

可靠性与环境工程技术重点实验室持续开展多种形式交流活动

为贯彻重点实验室“开放、流动、联合、竞争”的运行方针，发挥北京卫星环境工程研究所可靠性与环境工程技术重点实验室（以下简称重点实验室）的对外交流和学术研讨平台作用，重点实验室在2012年度6—7月份持续组织开展了多种形式的学术交流活动并取得良好效果。

“可靠性与环境工程技术”重点实验室动态

“可靠性与环境工程技术”重点实验室依托于北京航空航天大学（牵头单位）、北京卫星环境工程研究所（本刊主办单位）、北京强度环境研究所，是国内首个由三家单位联合成立的重点实验室，并于2010年底通过上级单位的现场考察，进入试运行阶段。

石油机械设备检修过程中的不安全因素分析与研究

目前我国科技水平不断提升,人们生活中开始广泛应用石油化工产品。但在开采石油产品时,石油机械设备和工作环境比较复杂,很多因素都会对其造成影响,经常会出现零件损坏及老化问题,从而要定期维护和检修。然而检修过程中会使用一些具有毒害性、易燃易爆的材料,极易发生爆炸和火灾等危险事故。从而需要分析检修过程中存在的不安全因素,应采取有效策略加以应对。