基于联合建模的中小型航天器对接杆缓冲性能分析

基于中小型航天器对接过程可以考虑在对接杆部分实现缓冲的思想,改变对接杆构型,采用变形能力大的对接杆提高对接冲击的缓冲性能.通过Pro/ENGINEER与MSC Patran和MSC Dytran的配合使用,对普通圆柱直杆、弓形杆和球形杆等3种构型的对接杆进行建模,仿真分析其在正碰和斜碰情形下的缓冲性能,并通过改变碰撞初始相对速度讨论初始条件对缓冲性能的影响.具有较大变形能力的对接杆可以明显提高对接冲击的缓冲性能;变形能力越大的杆构型对初始相对条件改变的适应能力越强.

中小型航天器爆炸螺栓解锁冲击响应特性

爆炸螺栓在中小型航天器分离中有着广泛应用,在解锁过程中会产生高频、强瞬态冲击波,对航天器内部搭载设备形成冲击,因此爆炸螺栓解锁引起的航天器冲击响应是航天工程中必须考虑的问题。基于有限元分析软件Abaqus,采用耦合欧拉-拉格朗日算法建立爆炸螺栓三维流体与固体耦合模型,对爆炸过程进行计算。通过爆炸过程的计算结果,分析螺栓解锁过程中的冲击响应特性,并与试验数据对比验证爆炸螺栓模型的有效性。结果表明,爆炸螺栓解锁可分为爆炸和撞击两个过程,撞击过程产生的冲击响应较爆炸过程更剧烈,其加速度谱峰值约为爆炸过程的3倍。

一种低成本的小型航天器商用成品化(COTS)推进装置

空间航天器的推进装置,因一系列的技术要求,在历史上就趋于专业化。这些技术要求往往不适用于地面系统。这些特殊要求包括:安全性——推进剂常常是较危险的,如有毒、有害、易燃或压力高等;特殊的环境——热环境、机械环境、辐射和失重状态;可靠性——一旦进入轨道,就不可能再有机会更换出了故障的装置。推进系统装置可分为两类:推进剂贮箱和火箭推力器。它们除了应用于空间技术,在其它方面并无用处。因此“商用成品化”(COTS)的思维似乎不太合适。然而,通过工程改进推进系统,COTS 在材料和加工方面可降低成本和风险。本文将描述推进装置的典型应用并介绍萨里太空中心是如何使用COTS 理念的。推进系统的管路是由各种用电子和机械控制的电磁阀、压力传感器、压力调节器、过滤器和温度传感器等构成。它们既可作为空间项目的特殊工程进行研制,也可采用COTS 作为航天设备的替代产品,萨里太空中心侧重于后者。通过有所创新的系统设计,COTS 装置完全可以使用。

补偿型航天器分离装置设计

为了满足新一代航天器小型化及分离姿态可控的需求,确保航天器的可靠分离,提出了一种补偿型航天器分离装置设计方法。通过ADAMS软件建立了分离装置动力学模型,对其分离特性进行了研究及试验验证,评估了该分离装置对分离姿态的补偿效果。研究结果表明:合理调整各弹簧装置的空间分布位置,可完全补偿弹簧推力偏差、航天器质心偏移带来的分离扰动,有效调节航天器分离姿态。相比于常规分离装置,其质量及占用空间可降低30%以上。研究结果对小型航天器分离装置设计具有重要的工程参考价值。

新型非火工星箭连接分离技术

对国外新型非火工星箭连接分离装置的发展现状进行了概述,简要分析了各类装置的主要性能特点。通过对比分析,从此类装置在小型运载火箭上的应用模式角度将这些装置进行了分类。针对日益增长的小型运载火箭和卫星的使用需求,提出了进一步开发新型非火工星箭分离装置的初步建议,为此类装置的深入研究开发提供参考。

微型磁电阻效应传感器的空间应用前景

由于受重量、功耗、体积及成本制约,小卫星是空间技术发展的必然趋势,卫星小型化的途径是使用微型化的最新科技产品。空间磁场探测是航天器空间环境监测的重要内容。微型磁电阻传感器具有低功耗、轻质量、小尺寸及廉价等特点,正满足了航天器微型化的需求。这些微型磁电阻传感器在对质量、体积和功耗有严格要求的航天器上具有很广泛的应用潜力。本文简要介绍了空间磁测量任务的需求、测试手段及微型磁电阻传感器在空间的应用历程,并对其空间应用前景进行了讨论。

美国商业月球登陆器

2019年,NASA选定了三家商业公司,希望将首批机器人登陆器送上月球,作为该机构将人类送回月球表面总体目标的一部分。这三家美国公司分别为Astrobotic、Orbit Beyond和Intuitive Machines,它们的任务是开发小型航天器,以便将NASA的有效载荷和仪器安全地运送到月球表面,并更详细地研究月球。