低轨倾斜轨道卫星太阳电池阵防遮挡设计与分析

低轨倾斜轨道卫星轨道面光照角周期变化,太阳电池阵受照情况复杂,其输出电流呈现波动。为此,文章分析卫星各种工况下的本体遮挡面积,结合太阳电池阵遮挡工作特性分析及阴影遮挡试验结果,开展太阳电池阵防阴影遮挡设计,并采用投影法进行卫星本体遮挡影响分析。结果表明:卫星本体遮挡时,电流损失预计值与在轨遥测电流损失值基本一致,分析误差小于2%。上述分析结果可为卫星复杂遮挡工况下电源系统能量平衡设计提供参考。

用类比法分析最速降线与倾斜直轨道的运动时间

最速降线问题跟生活联系十分紧密,在屋顶排水、逃生通道等设计中都有应用,但有关最速降线的证明对数学要求较高,大多数中学生难以很好地理解,通过类比正交电磁场中的配速法来分析几种不同情况下最速降线与倾斜直轨道的运动时间,不涉及高等代数知识,学生也容易理解和接受。

近地倾斜轨道航天器在轨热辐射分析

根据航天器轨道动力学和热辐射理论,建立了运行于近地倾斜轨道的圆柱形航天器外热流数学模型;用数值方法对外热流和等效热沉温度进行求解,计算出瞬态工况及周期平均工况下的航天器表面辐射热流及辐射散热器和防辐射涂层表面等效热沉温度的波动。结果表明,航天器受到的辐射热流除了随航天器绕地球公转变化外,还随其轨道面的旋转在更长的周期上产生更大的变化;对柱面上的不同位置受到的辐射作了比较,发现辐射散热器布置在顶部时其等效热沉温度最低。

倾斜轨道星敏感器热控设计及在轨分析

倾斜轨道卫星星敏感器空间外热流复杂多变,同时兼具内功率集中、热容小等特点,这为星敏感器的热设计带来了很大的困难。文章以某临界倾角轨道卫星星敏感器热设计为背景,在详细外热流分析的基础上,提出了一种倾斜轨道星敏感器热设计方案,利用热分析软件Thermal Desktop对此热控系统进行了具体的热分析。星敏感器在轨遥测温度在-19.8^-5.1℃之间,满足温度指标要求,表明星敏感器热设计合理、有效,可为今后倾斜轨道星敏感器热设计提供设计依据。在此基础上,文章利用在轨遥测数据对星敏感器热分析模型进行修正,得出入轨初期星表主要热控涂层退化约为50%的结果,这对于分析近地轨道卫星在轨温度具有一定的参考意义。

倾斜轨道卫星能量平衡优化分析方法

倾斜轨道卫星的光照条件和外热流变化规律复杂,使得卫星负载功率和输入功率处于复杂动态变化之中,这给卫星能量平衡准确分析带来很大的困难。文章提出一种基于卫星能量动态关联模型的能量平衡优化分析方法,通过合理选择电源工作模式和准确定位卫星最恶劣能量平衡情况,实现电源系统合理配置,优化能量平衡分析流程。以某倾斜轨道卫星的能量平衡优化分析实践为例,应用该方法建立的能源动态关联模型,可以准确确定太阳电池阵输出能力和储能设备容量,减小电源系统质量和尺寸,由此表明该分析合理、可行。

倾斜轨道航天器太阳翼对日跟踪方法探讨

目前我国大多数低轨道航天器均采用太阳同步轨道,但随着科学应用领域需求的不断增长,许多任务提出采用倾斜轨道对实现某种特定的任务目标具有更多的优势。但太阳翼光照条件恶劣在一定程度上制约了对倾斜轨道的应用。文章以此为背景对倾斜轨道航天器在轨光照特性进行深入分析,并在此基础上分别提出惯性定向和对地定向两种航天器太阳翼对日跟踪的若干种方法,并模拟在轨受照环境对其进行了仿真。结果表明,文章提出的若干种跟踪方案能够很好地改善太阳翼的光照条件,至少与地方时上午10点钟太阳同步轨道相当,甚至可以实现垂直跟踪。提出的思路与方法可为长寿命倾斜轨道航天器的总体设计提供参考。

某低轨倾斜轨道相机热控系统设计与验证

某新型对地观测空间相机已随新技术试验星成功发射入轨。相机运行于低轨倾斜圆轨道为非太阳同步轨道,其面临的空间外热流变化非常复杂。为了保证相机在轨稳定工作,光学系统和承力结构需要具有较高的温度稳定性,低温红外探测器需要配备大功率制冷机。复杂的外热流环境和高稳定度的指标要求给热控系统的设计研制带来了极大的挑战。根据任务特点和需求,对热控研制任务展开了分析,提出了借助卫星平台姿态规避,间接辐射控温以及±X侧耦合散热面等热控措施。热平衡试验与在轨飞行实测数据表明,相机光学系统的温度水平保持在(18±2)℃范围内,稳定度优于±0.3℃/轨,满足相机各项温度指标,证明相机热控设计方案合理可行,相机在轨工作条件良好。

倾斜同步轨道卫星交叉点位置演化及保持

倾斜同步轨道(IGSO)卫星交叉点位置在各种轨道摄动因素和入轨偏差的共同影响下,其交叉点位置会在赤道上发生漂移,这种漂移将导致服务区域的漂移,从而影响系统的性能,因此IGSO卫星需要进行定期的交叉点位置保持来保证服务的稳定。对IGSO卫星交叉点位置的演化和保持问题进行了深入的研究,首先,讨论了IGSO卫星交叉点位置的演化规律,给出了在地球非球形引力、日月引力摄动以及卫星入轨偏差作用下的交叉点位置的演化公式,并分析了公式的精度;接着,在对交叉点位置演化规律的分析基础上,进一步讨论了IGSO卫星交叉点位置保持策略。

倾斜轨道卫星组合式散热面优化设计方法

提出一种基于传统被动热控设计思路的组合式散热面优化设计方法,通过优化散热面布局和合理利用空间外热流,实现热控系统热量合理分配,优化热控系统研制流程。以某卫星的优化设计实践为例,基于该方法建立的简化模型可以快速地确定散热面的布局和比例,并减小热控系统质量,表明该设计方法合理、可行。

倾斜轨道上的三级倒立摆数学模型的建立与可控性研究

给出倾斜轨道上的三级倒立摆机构的动能、势能和损耗能,利用拉格朗日方程推导出倾斜轨道上的单电机控制的三级倒立摆理论上的数学模型。给出了线性化状态方程、可观性矩阵的秩和可控性矩阵的秩及条件数,并进行原理性数学仿真。仿真结果表明,直接利用系统的全部状态进行线性反馈,三级倒立摆在有些初始条件下是稳定的,而在另一些初始条件下又是不稳定的。这表明三级倒立摆是可观、可控但又是难控制的。

倾斜轨道同步卫星通信系统及其应用探讨

本文介绍可在赤道平面以外的空间利用C频段频谱资源的倾斜轨道同步卫星通信系统 ,并对具体的星座结构、工作频段、干扰协调和系统方案等作了初步探讨。

基于倾斜地球同步轨道卫星的位置报告系统设计

针对目前位置报告系统存在覆盖范围有限以及"城市峡谷"和"南山效应"等不足,提出了基于"北斗二号"倾斜地球同步轨道卫星的位置报告系统。通过广义卫星无线电测定业务,充分利用现有各卫星导航系统的卫星资源,来构建位置报告系统。仿真分析结果表明,与传统位置报告系统相比,该系统拓展了覆盖范围、改善了星座构型、提高了安全保密性能并克服了高仰角情况下的"城市峡谷"和"南山效应",能够较好地满足当前军民用户对位置报告的迫切需求。

倾斜轨道卫星在三维场景下运动规律的研究

利用椭圆的偏近点角和极角的相关知识，推导了倾斜轨道卫星在三维场景中运动时间关于偏近点角和运动时间关于极角的表达式，并用了数值模拟．

倾斜轨道对地指向小卫星对日跟踪姿态控制算法

固定安装太阳电池阵形式的对地指向小卫星,运行在倾斜轨道时太阳电池阵光照条件恶劣,限制了小卫星的应用。文章研究了对地指向小卫星姿态跟踪控制,提出了控制算法。首先,对太阳电池阵法线和太阳方向矢量进行分析,得到最优的偏航角、偏航角速度和偏航角加速度。然后,基于卫星姿态动力学给出了3个互相垂直安装的反作用飞轮控制律,并利用Lyapunov稳定性理论证明了闭环控制系统的渐近稳定性。以某小卫星为例,对控制算法进行验证,结果表明:文章提出的控制算法具有很好的实用性,控制律有效,能达到太阳电池阵跟踪太阳的效果。

倾斜轨道卫星活动天线热控特点分析

对某低轨倾斜圆轨道卫星的外热流环境进行了分析。用蒙特卡罗法计算了卫星六个表面的外热流。研究了该轨道条件下舱外活动天线热控特点,提出了该类卫星活动天线的热控设计原则和初步方案。

倾斜轨道卫星快速旋转高频箱轨道外热流的特点与分析

为准确进行热设计,对倾斜轨道快速旋转高频箱的外热流进行了研究。首先采用与太阳同步轨道卫星对比的方法研究了倾斜轨道卫星太阳光照角度的变化特点及热分析极端外热流工况与太阳光照角度的关系。然后理论推导了快速旋转高频箱各舱板轨道外热流的理论计算公式。最后定量分析了高频箱舱外大尺寸天线反射器对高频箱外热流的影响。研究表明倾斜轨道卫星高频箱外热流随β角的变化存在拐点,高频箱热分析的极端外热流出现在拐点处。快速旋转使得高频箱各舱板的外热流均匀化,但整个高频箱的到达外热流较静止高频箱增大,差值可达到数百瓦。舱外大尺寸天线反射器对高频箱的外热流影响较大,某环扫雷达反射器对高频箱散热面吸收太阳辐射热流密度的影响达到31.2 W/m^2;同时天线反射器辐射达到高频箱散热面的红外辐射热流数量可观,某微波辐射计天线反射器的红外辐射热流占散热面总外热流的48%。

倾斜轨道小卫星太阳高度角分析与机动方案设计

针对倾斜轨道小卫星必然会面对的光学姿态敏感器受阳光干扰的问题,分析太阳高度角的变化规律,提出了计算太阳高度角的经验公式,并在此基础上提出了平台偏航姿态机动方案,可以使光学姿态敏感器规避阳光干扰,并可以简化整星热控和帆板驱动设计,提高了整星的可靠性.

倾斜轨道运输车断绳安全装置研究

叙述了一种新型的倾斜轨道运输车断绳安全保护装置——楔形增力断绳安全装置的工作原理,讨论了装置的设计计算,并结合实例进行了试验。结果表明,该装置具有结构紧凑,质量轻,动作灵敏、迅速,锁紧安全可靠等优越的技术性能。