200 N推力装置上肼类分解催化剂的应用性能

研究制备了一种单组元姿轨控发动机用肼类分解催化剂,采用200 N推力装置对其应用性能进行了研究和考察。在催化剂物化性能指标满足应用要求的基础上,利用200 N推力装置通过力学环境试验考察了催化剂力学环境适应性,通过双-10℃低温冷启动、低温稳态及脉冲、正负拉偏以及脉冲寿命热试考核程序考察了自制催化剂的低温冷启动性能、低温稳态性能、常温正负拉偏稳态性能以及脉冲寿命性能。结果表明:该催化剂肼催化分解效率在99%以上,机械强度高且力学环境适应性良好,具有较高的肼催化分解活性和稳定性,能够在200 N推力装置上于双-10℃正常启动,顺利完成了低温稳态、常温正负拉偏和脉冲寿命等考核程序,发动机室压平稳,响应特性良好,脉冲一致性好,可满足推力装置的使用要求。

甲基肼-四氧化二氮气相燃烧反应机理构建及反应特性研究

基于层级结构思路构建了包含24组分和25步基元反应的自燃MMH-NTO简化燃烧反应机理Mech25.Mech25机理中MMH-NTO燃烧反应过程包括冷反应(积累热量和自由基)、着火反应(快速放热)、高温燃烧反应(反应平衡)3个阶段.反应机理包含了CH_(3)NHNH_(2)逐步脱氢反应、HONO分解反应、小分子及自由基反应与高温分解反应等.温度敏感性分析表明燃烧温度对CH_(3)NHNH_(2)与CH_(3)NNH脱氢反应最为敏感;热释放速率分析表明CH_(3)NNH与HCO的氧化反应对热释放贡献最大,而HONO分解反应吸热效应最显著,H_(2)O分解反应促使反应由快速放热转为平衡反应;着火延迟敏感性分析表明其对R2反应最为敏感,反应(R2)活化能值对能否发生自着火至关重要;氧燃比影响分析表明,终产物H_(2)O与N_(2)非同步达峰在近当量燃烧区域产生了温度对氧燃比变化不敏感的平台区.与已有简化机理相比,Mech25机理对MMH-NTO反应终态温度预测最为准确,其值与详细机理偏差仅为0.2%.

固体姿轨控发动机复杂电磁环境电磁效应 分析方法构建研究

目的构建固体姿轨控发动机不同场景下的复杂电磁环境电磁效应分析方法。方法通过将固体姿轨控发动机的复杂模型逐层分解,根据各部件级模型的电磁敏感特性,建立电磁敏感度模型。从系统级、整机级、部件级、PCB板级到器件级分析固体姿轨控发动机所面临的复杂环境,并对固体姿轨控发动机电磁特性进行分层解析研究。结果对固体姿轨控发动机所面临的电磁环境场景进行分类,分为待发射、中段飞行、末段对敌3个主要场景,并对3类场景下的干扰源进行分类,得出复杂电磁环境下固体姿轨控发动机电磁干扰源及敏感体,以及电磁耦合干扰矩阵。结论本研究对于开展固体姿轨控发动机在复杂电磁环境下的稳定性和可靠性研究具有指导作用,为进一步的电磁特性仿真与验证研究奠定了坚实的基础。

供应商穿透式管理在姿轨控发动机产品中的实践

供应商穿透式管理是实现产品成本控制、不断提升产品质量的关键途径,在国有企业供应链管理中发挥了关键作用。为了提升姿轨控发动机产品供应商管理水平,实现事后处理向事前预防平稳转变,本文阐述了供应商管理的现状,分析了供应商管理的关键问题,包括对供应商管控能力不足、过程管理欠缺和风险识别滞后等,并结合产品质量、进度保证和管理成本提出了供应商全级次穿透式管理方法,并初步进行了实践,取得了良好的效果。

轨姿控发动机振动试验夹具结构拓扑优化

针对轨姿控发动机部分振动试验夹具存在质量偏大、频率特性差等问题,采取拓扑优化的方法对典型试验夹具进行了结构设计改进。基于Optistruct的拓扑优化模块,讨论了动力学拓扑优化模型及多目标优化的实现策略,介绍了离散度参数及最小成员尺寸等优化控制参数的设置。通过对推力装置块状试验夹具的拓扑优化,研究了优化目标及控制参数对优化结果的影响。优化后夹具频率特性满足试验要求,减速效果明显。通过实物振动试验,验证了正弦振动和随机振动试验条件下夹具控制响应平稳,满足试验容差要求。最后,通过对某型轨姿控发动机整机锥状试验夹具的结构设计改进,进一步拓展应用了拓扑优化方法。仿真结果表明,优化后夹具的模态频率和动态响应特性显著改善,为后续发动机振动试验夹具设计提供借鉴。

虚拟测试技术在卫星研制中的应用

针对卫星研制过程中技术难度跨越大和“阶段交叠,多线并行”等问题,提出一种虚拟测试技术.该技术以虚拟测试平台为依托,将星上软件嵌入虚拟目标机中,并将其与动力学仿真软件、部件仿真软件和自动化测试软件共同运行于一台PC机上,实现了软件运行的真实底层环境、软件各项功能、对外接口的模拟.虚拟测试具备“全软件工作”和“半实物工作”等多个模式,既能采用全虚拟部件运行,也支持接入真实部件,可应用于卫星各个研制阶段.和传统纯硬件测试相比,虚拟测试大大提前了测试时机,丰富了测试手段,同时缩短了测试周期,提高了卫星研制效率,节约了研制成本,具有较强的工程推广价值.

液氧/甲烷轨姿控推进系统集成演示试验

为验证液氧/甲烷轨姿控一体化推进系统涉及的主要关键技术和安全操作流程,上海空间推进研究所研制了国内首款氦气恒压挤压式液氧甲烷推进系统演示样机。历时3年,演示样机于2021年底顺利完成多轮次地面热试车考核,系统运行平稳,轨/姿控发动机工作协调、产品状态良好。介绍了演示样机的设计方案、研制历程和集成演示试验结果,以及轨/姿控发动机的设计与试验情况。液氧甲烷推进系统累计完成48次/约6000 s系统冷/热态试验考核,配套的5 kN轨控发动机累计完成点火工作40次/1860 s,配套的150 N/25 N姿控发动机累计完成稳态工作1690 s/脉冲点火约1250次。演示样机热试车的成功,标志着我国液氧甲烷空间推进系统实现了从“0”到“1”的突破,为后续型号工程应用奠定了基础,也为我国液体空间动力的升级换代和可持续发展提供了有力支撑。

姿轨控发动机结构的中频振动响应分析

为了提高姿轨控发动机结构环境试验的设计水平,迫切需要研究相应的环境试验响应分析方法。基于姿轨控发动机中频振动特征明显这一特点,综合考虑各组件的模态数及结构特征,为姿轨控发动机建立了适用于中频响应分析的混合有限元-统计能量分析(FE-SEA)模型。在地面试验中,由于使用振动台,输入功率无法直接采用现有理论进行计算,提出了一种基于连接界面随机振动加速度功率谱密度的振动台激励输入功率计算方法,用以实现发动机结构在振动台激振下的响应预示。基于混合有限元-统计能量分析的姿轨控发动机结构响应预示结果与振动台试验的响应测量结果比较,结果表明,混合有限元-统计能量分析方法在中频分析频段内能够准确预示结构响应,当随机子系统的模态数大于3时,对应中心频率下的结构中频响应预示误差均小于±3 dB,具有良好的环境试验响应预示精度。混合FE-SEA方法的预示结果准确性与随机子系统在分析频带内的模态数密切相关,当模态数较小时,预示结果与试验结果在较低频带的误差变得显著。该研究内容为姿轨控发动机结构的中频振动响应分析提供了有效参考。

力传感器静态自动推力校准算法

本文针对姿轨控发动机点火试车试验的推力测量,为提高试验前的推力校准效率,保障试验进度,基于推力校准的操作规程,设计开发了一种力传感器静态自动推力校准算法。算法经硬件平台验证,结果证明其适用可行。

试车振动数据FFT批处理算法

本文梳理了姿轨控发动机点火试车振动数据频域处理过程,针对在频谱分析软件中处理振动数据存在较多人工操作步骤,设计开发振动数据FFT批处理算法。经算法验证,结果证明其可行有效,提高数据交付的快速准确性。

国外复合材料推力室技术研究进展

介绍了国外姿控轨控发动机复合材料推力室研究进展,包括推力室复合材料性能、复合材料推力室成形工艺、复合材料推力室连接技术。与难熔金属推力室相比,它具有密度低、使用温度高、无需冷却等优点,可大幅度减轻发动机结构质量,提高发动机比冲,在国外姿控轨控发动机上得到广泛应用。

SZ-7伴星姿态控制系统设计及在轨试验

中国SZ-7飞船伴星(BX-1)姿态控制系统已在轨正常运行一年多,圆满地完成了各项任务。至2009年10月所有部件工作正常,运行稳定。在轨运行期间伴星控制系统表现出良好的特性,与同类卫星控制系统相比,伴星控制系统具有体积小、质量轻、多任务、高安全性、高机动性等特点,分析并总结伴星姿控系统对于丰富小卫星控制系统设计经验,提高设计水平具有重要的意义,对今后类似小卫星平台的设计具有重要的参考价值。

微波等离子推进器(MPT)的应用探索研究

重点分析讨论了微波等离子推进器（ＭＰＴ）的基本原理、结构特征和应用前景，并通过对已有理论与实验研究结果的分析，认为ＭＰＴ是一种高比冲、长寿命的小推力动力装置，特别适合用作空间动力，进行航天器的轨道转移、姿态控制、位置保持、对接交会和星际航行。尽管ＭＰＴ目前仍处于理论探索与实验研究阶段，但研究结果表明，它是前景十分诱人的新型空间动力系统。

小推力姿控轨控火箭发动机材料技术研究现状

概述了国内外小推力姿控轨控液体火箭发动机新材料的研究和应用进展。姿控轨控液体火箭发动机推力室已从高性能铌/硅化物材料体系向复合材料推力室技术发展,研制耐高温性能更好的新型材料体系和高温抗氧化涂层以及将他们应用于推力室身部的工艺研究是提高姿控轨控液体火箭发动机技术水平的有效途径。

姿控发动机试验热流参数测量系统设计

针对姿控发动机试验热流参数测试需求,在分析热流测量机理的基础上,提出了一种基于DT800的高性价比热流参数测试方案。着重论述了系统组成及工作原理、热流传感器安装工艺、数据记录仪选型、软件设计方法、数据处理方法、系统校准方法及系统调试工作。经多次试车验证:系统操作简便,性能稳定,测量数据完整可靠。

高分七号卫星高精度控制技术与验证

高分七号卫星(GF-7)控制系统,一方面通过研制甚高精度星敏感器和高平稳度翼板驱动机构(SADA),提高部件性能指标;另一方面采用在轨参数标定、星地闭环补偿等控制技术,进一步提高系统性能。经飞行验证表明,控制系统实现了角秒级姿态测量精度,稳定度达到10^(-5)(°)/s量级,与同类型测绘卫星控制系统比较,姿态测量精度和稳定度均达到中国领先、国际先进的水平,使中国遥感测绘卫星控制能力得到了大幅提升。最后展望了GF-7卫星控制分系统进一步提高控制精度的发展方向。

轨/姿控发动机脉冲后效冲量快速算法的研究及应用

轨/姿控发动机脉冲性能需在地面高空模拟试验中进行考核,试验数据需即时提供,针对脉冲后效冲量的计算,当前方法不能兼顾速率和统计偏差。简述了后效冲量计算要求、高模试验特点、Pacific6000原理及数据文件结构。在分析当前计算方法优缺点基础上,将网络脚本语言的设计思想引入试验数据处理过程,提出了实现数据快速处理的数据流式算法,基于此算法开发了工程应用软件,在实际试验中应用,取得了良好效果。

空间飞行器姿控发动机布局方式的优选

在液体推进剂动力系统质量模型的基础上,针对采用双组元推进剂姿控发动机的空间飞行器,在总有效控制冲量和有效冲量矩一定的条件下,提出了优选动力系统总质量最轻的姿控发动机布局方案的一种途径。

基于SOC的卫星姿轨控系统通用电模拟器设计

在某型卫星地面电联试过程中,对该卫星的姿态轨道控制系统进行接口分析及信号统计,针对其接口复杂性、信号多样性的特点,提出采用片上系统(Systemona Chip,SOC)芯片对所有部件模拟器进行通用化设计。文中给出了该型卫星通用型电模拟器硬件平台设计方案以及陀螺、反作用轮和通用接口模块的硬件配置说明,针对该型卫星姿态轨道控制系统电联试要求,对所有部件按真实接口配置成电模拟器,形成通用接口箱、敏感器电模拟器箱和执行机构电模拟器箱,并通过CAN(Controller Area Network)总线接入闭环仿真,对太阳捕获、地球捕获及正常模式进行了仿真测试,仿真结果表明通用电模拟器满足设计要求,对其他卫星的地面电联试有很好的参考价值。

基于气动谐振点火器的氢氧变轨火箭发动机地面点火试验

结合气动谐振点火器进行头部设计的氢氧变轨火箭发动机是一项新颖化学火箭推进技术,尤其适于空间站应用。在对适用于发动机头部结构方案的同轴氢氧谐振点火器进行大量特性试验研究的基础上,先后成功进行了发动机头部点火,发动机整体的单脉冲、双脉冲以及3.0s稳定燃烧几种工作状态下的多次试车试验,研制出满足相关技术要求的发动机地面试车样件。