文献“Environmental Testing for Launch and Space Vehicles”点评

作者根据多年的实践经验,对该文献中重要部分进行了点评,指出:空间系统的结构设计要“严格”按照环境设计来进行考核,而环境试验的目的除了筛选工艺质量之外,更重要的是验证设计载荷是否合理。文章还分别对声、振动和冲击试验中的关键步骤和内容进行了解析和说明。

新时期航天器环境工程面临的挑战与机遇

空间事业的发展对航天器环境工程提出了新挑战,同时也为该专业技术进步和领域延展提供了难得的机遇。近10年来,伴随着载人航天、深空探测等一系列重大航天工程的顺利实施,中国航天器环境工程领域在诸多方面取得了长足进步。文章回顾了中国航天器环境工程的发展历程,围绕中国空间站长期运行、深空探测新任务、低轨巨型星座建设等提出的新需求,分析了航天器环境工程将面对的挑战和必须突破的关键技术。结合具体工作内容介绍了北京卫星环境工程研究所在LEO辐射环境在轨探测与数据应用、特殊空间环境效应与防护、火星探测器特殊力热环境试验技术和航天器产品环境试验ISO标准等方面取得的最新进展。在建设航天强国的过程中,航天器环境工程必将伴随着航天器整体技术的升级实现更高水平的跃迁。

星载SAR缝隙波导天线环境适应性设计与验证

针对星载合成孔径雷达(SAR)长寿命、高可靠的需求,从天线的类型选择、构型设计和实现途径等方面介绍了某大型星载SAR平面相控阵天线的技术路线,确定采用真空钎焊技术的整块缝隙波导天线为研究对象;从机电热全面分析其在空间力学环境、热环境、真空环境和带电粒子辐射环境下的适应性设计关键技术和难点,如:通过合理减重、结构分块和布局优化等设计,解决天线的刚强度问题;对天线全流程工艺进行控制以获得满足热控要求的阳极氧化膜;采用游离设计减小天线在高低温环境下的热变形;通过合理确定电场最强处两个金属面的间距来消减天线在真空环境下的微放电现象;通过选择聚酰亚胺材料作为射频连接器的介质支撑来提高天线的抗辐射能力。环境试验和在轨验证结果证明,该缝隙波导天线设计合理,环境适应性良好,能够稳定正常工作。

基于代理模型的批产化卫星动力学试验舱内响应预示方法

文章提出基于代理模型的航天器结构动力学试验舱内响应预示方法,分别采用前馈神经网络(FNN)和Kriging代理模型,利用正弦扫频试验所获得的外部实际测点数据对内部测点响应进行预示;并通过组件级产品和系统级航天器实例,对比2种方法的预示结果,讨论分析代理预示方法的有效性及样本数量对预示精度的影响。研究结果对后续批产化航天器动力学试验测点剪裁具有一定指导意义。

空间用宽温度范围电池单体电压采集补偿算法

针对空间用锂离子蓄电池组高精度的采集需求,提出了一种温度补偿的算法。在硬件滤波架构的基础上,将采样误差解耦为非温度相关的系统偏差和器件温度系数引起的误差两方面,通过软件算法进行线性修正和温度补偿,其中各个采样通道的线性修正算法采用相互独立的修正参数以达到更好的修正效果,温度补偿算法则在不同通道中采用相同的温度修正参数。此方法简单可靠,具有较强的可操作性,所有补偿通过软件实现,适用于任意串联节数的锂离子蓄电池组。经仿真和实验验证,此电路在-35~70℃对电池单体电压的采集误差小于2 mV,能够满足空间电池管理系统的需求。同时,本温度补偿方法也适用于其他宽温度范围的参量采集领域。

航天器元件多参数综合可靠性环境试验研究综述

综述了航天器元件综合可靠性环境试验研究的背景、意义及国内外研究现状,提出了高线加速度、振动、温度、气压、噪声五参数的综合环境试验样机的研究步骤和技术方案,针对方案实现的几个关键技术问题———离心机动平衡问题、振动台动圈的纠偏问题、离心机机臂的抑振问题、离心加速度场作用下的温度场及声场控制问题进行了简要分析并提出拟解决的办法。

航天器环境试验基线与剪裁技术:第一部分 试验基线由来

文章分析了试验验证在航天器研制寿命周期中的地位,阐述了型号试验基线及其文件的组成,讨论了航天器环境试验概念和试验要求标准的演化,给出了试验基线的定义和主要内容。

爆炸分离冲击环境的模拟试验技术进展

很多事实表明,由火工装置动作产生的爆炸分离冲击环境对航天器具有较强的破坏效应,引起了数量可观的航天器硬件故障。但由于分析技术的缺乏,设计者对试验具有强烈的依赖性。因此,爆炸分离冲击环境的模拟试验技术一直受到人们的关注。在简介爆炸分离冲击环境的基础上,对其模拟试验技术进行了较全面的总结和分析,包括标准波形模拟、电磁振动台模拟、火工装置模拟、机械碰撞装置模拟等等,最后讨论和展望了今后的发展趋势。

航天器环境试验基线与剪裁技术:第二部分 试验基线要素

此篇为系列文章的第二篇,介绍了航天器环境试验要求标准的内容,即试验基线要素,详细论述了试验原则、试验类型、试验目的、试验装配级、试验产品/试验件/试验模型、试验项目、环境条件、试验矩阵(狭义试验基线)、替代试验、准鉴定试验/替代策略等内容。关于试验基线剪裁将在下一篇文章中讨论。

新型航天器环境试验标准基线与剪裁研究

随着航天任务的多样化和复杂化,以深空探测着陆器、巡视器为代表的新型航天器的运行环境剖面复杂,与传统航天器面临的轨道环境存在很大差别,这也导致了深空探测器的任务成功率要远远低于一般航天器。在地面对新型航天器的功能、性能进行充分、有效的验证,筛除早期缺陷对航天器的地面试验提出了新的挑战。文中系统地整理了NASA《星座计划环境试验鉴定与验收要求》中新型航天器的试验方法,归纳了对于不同装配层级硬件的试验基线,并与通用航天器试验标准SMC-S-016《运载器上面级和航天器试验要求》开展了对标工作,对标准中的基线调整,新型试验手段和试验剪裁技术进行了归纳与分析,提出了对未来我国新型航天器试验方法的建议。

大型热环境试验技术的最新进展

总结了近年来航天大型热环境试验方面最新成果,主要对热环境以及热强度、热模态、热振动等力热复合试验与相关物理量测量方面的工作进行了归纳,并指出了存在的不足以及未来发展的方向。通过工程加热能力和传感器承受能力的不同,建模分析预示,采取了温度分段加热实现的方案,试验及测量技术等方面取得显著成果,但由于飞行器复杂,传热及力热耦合影响,在热结构精细分析预示与试验技术方面,特别是在试验建模验模为基础的虚拟试验技术方面尚需大量研究。应坚持理论与试验、工程研制与研究相结合的方式,不断完善持续改进,实现动力学精细化预示与天地一致性试验。

载人航天器关键电子产品综合环境应力试验

载人航天器电子产品在轨经历多种环境应力的综合作用,为提高载人航天器电子产品的可靠性,针对其综合应力环境考核需要,制定了载人航天器电子产品综合环境应力试验方案,并设计了试验程序,明确了各单项应力环境试验条件。经筛选,9艘载人航天器共136台电子产品参加了综合环境应力试验。试验结果表明,综合环境应力试验可以有效地暴露载人航天器电子产品设计和制造缺陷。

基于FTA的航天器热试验技术风险分析方法

文章针对航天器热环境试验技术风险,研究航天器热环境试验技术风险识别、评价、分析、控制的方法。应用FTA方法分析质量不合格,图形化分析底层作业动作与质量不合格的内在联系;基于研制流程将热试验过程展开,对底层动作的风险严酷度开展评价;应用风险控制理论,针对底层作业动作风险制定控制矩阵。实践证明以上方法使航天器热试验过程的技术风险得到有效控制,提升了航天器热试验业务能力。

论航天器的环境试验和可靠性

讨论了航天器环境试验在提高航天器可靠性中所起的作用，环境试验和可靠性试验之间的关系；介绍了国外航天器环境试验的要求及应用情况；并对如何更好地发挥环境试验的作用提出一些建议。

航天器的环境试验及其发展趋势

文章介绍了在航天器研制各阶段中环境试验的应用和环境试验类型,指出了环境试验在保证航天器可靠性中的重要作用。并简单讨论了试验的有效性问题,提出了21世纪航天器环境试验发展的几个重要方面。

航天器电子设备温-湿-振综合环境应力试验的设计与过程控制方法

为进一步发现产品缺陷,提高产品可靠性,需对航天器电子设备选择温度-湿度-振动综合环境进行考核。文章分析了航天器电子设备在温度-湿度-振动综合环境下的故障模式和失效机理,论述了综合环境应力试验的设计方案、过程控制方法及需考虑的影响因素,并总结了试验发展方向,为推广应用温度-湿度-振动综合环境应力试验提供参考。

试论航天器环境可靠性试验

文章从航天器特点、航天器试验的目的和重要性、一般武器装备的可靠性试验状况以及可靠性试验的发展史出发进行分析,从而得出了可靠性是航天器试验的目的、环境是航天器试验的手段的结论。从这个意义上讲,称航天器的研制试验、鉴定试验、验收试验、发射前的合格认证和运行试验的试验项目和要求与各类组件级设备、各分系统、系统级组成的试验矩阵为航天器环境可靠性试验矩阵。每一项试验都是航天器环境可靠性试验的不可或缺的组成部分;减少试验类别或项目、或降低要求,虽然可以得到减少经费、缩短研制周期的好处,但势必要冒失效或性能降低的风险而付出应有的代价。

航天器环境工程回顾与展望

文章回顾了 2 0世纪航天器环境工程发展的三个主要方面 :在航天器研制中 ,环境工程和环境试验起着重要的作用 ,是验证工作的主要组成部分 ;环境效应、环境模拟试验方法等方面的研究则是环境工程的基础 ;而计算机和数字技术大大促进了整个环境工程和试验技术的发展。在新的世纪 ,环境工程的发展在继续努力降低环境试验的费用和时间的同时 ,提高环境试验的效果 ,使整个环境工程对保证航天器可靠性起到更重要的作用。文章提出了中国在 2 1世纪发展航天器环境工程需要努力的若干方面。

黑色防静电热控薄膜环境适应性研究

通过无机-有机杂化工艺,成功地制备出黑色防静电热控薄膜。为了满足航天器的应用需求,开展了黑色防静电热控薄膜的热循环、湿热老化、真空-紫外辐照、真空-质子辐照以及真空-电子辐照等环境适应性试验。试验结果表明研制的黑色防静电热控薄膜能够承受上述各种环境试验的考验,具有良好的环境稳定性,可以满足航天器的需要。

航天产品环境工程技术的新进展——简介第47届美国IES年会的学术论文

评述了 2 0 0 1年美国“环境科学协会”年会有关航天产品环境试验工程的进展概况。重点介绍了实尺卫星或星箭合一声振、随机振动、分离冲击环境试验 ,试验规范与分析评估技术以及部件级试验与规范的进展情况。文中还涉及军转民方面的信息以及环境工程的最新进展。