兰州空间技术物理研究所电推进新进展

兰州空间技术物理研究所是我国电推进技术研究和产品研制的主要单位。2014年兰州空间技术物理研究所在电推进发展中取得了多方面的重要进展,分别从空间飞行试验、型号产品研制、新产品开发、专业技术基础研究等方面进行了总结性的系统介绍。空间飞行试验包括了SJ-9A卫星离子电推进系统和XY-2卫星霍尔电推进系统,型号产品研制包括了DFH-3B平台首发卫星LIPS-200离子电推进系统、DFH-5卫星平台和全电推进卫星平台的LIPS-300离子电推进系统及LEO大型航天器主动电位控制系统,正在研发的新产品包括LIPS-200+,LIPS-100和LIPS-400等离子推力器及LHT-140霍尔推力器,电推进专业技术基础研究工作主要包括栅极组件工作寿命分析及概率性评估、放电室性能分析及优化以及基于等离子体能量沉积的推力器热分析等。

兰州空间技术物理研究所吸气式电推进技术进展

吸气式电推进技术是将超低轨空间的环境气体工质收集、增压、电离以及加速产生推力的技术,是一项具有里程碑意义的航天器动力技术。兰州空间技术物理研究所开展了近10年吸气式电推进技术研究。主要介绍了兰州空间技术物理研究所吸气式电推进技术的最新进展,包括吸气式电推进系统方案和应用分析;基于理论分析和数值计算进行的气体收集增压技术研究和电推力器技术研究等。给出了利用研制的吸气式电推进系统原理样机开展地面试验得到的结果和后续研究计划。结果表明,兰州空间技术物理研究所提出的吸气式电推进系统方案能够满足250 km左右轨道高度上特定构型航天器的阻尼补偿需求。

六西格玛在光学透镜加工流程质量改进中的应用研究——以天津津航技术物理研究所为例

以天津津航技术物理研究所(以下简称“研究所”)生产ZnSe光学透镜的加工流程为研究对象,分析了当前对于光学透镜的加工现状以及质量管理现状,结合六西格玛方法特点,明确了六西格玛管理中的DMAIC方法对于提升光学透镜加工流程质量控制能力具有可行性。通过具体六西格玛项目的实施,切实找出光学透镜加工生产中存在的根本问题,并有效提升了产品加工合格率,降低生产成本,为“研究所”带来经济效益的同时,增强了管理团队对六西格玛管理方法的应用能力,为产品质量的后续改进储备技术基础,并且验证了六西格玛管理和流程改进对于精密光学加工行业提高产品质量和改善流程的重要意义。

上海技术物理研究所所级ARP系统采购管理网上审批流程闭环管理探索

在ARP资产条件模块中,引入闭合管理理念建立审批管理模型,开发资产条件管理模块审批流程。

突出党建引领 着力提升国有企业固定资产管理水平——兰州空间技术物理研究所党建工作与固定资产管理工作融合的实践

国有资产是全体人民的宝贵财富,是保障党和国家事业发展、人民利益的重要物质基础,如何保值增值是始终需要深入实践的核心课题。兰州空间技术物理研究所(以下简称研究所)突出党建引领,深入推进党建工作与固定资产管理工作深度融合,全力确保国有资产保值增值,实现研究所高质量发展,助力航天强国建设。

40 K双波段长波探测器冷箱封装技术研究

冷光学技术是弱目标及多光谱红外探测的重要支撑技术。为了实现低温光学系统温度精确控制和防污染,一般多将低温光学与探测器集成在冷箱内。某高光谱相机需要1个320×64量子阱探测器和1个320×64 II类超晶格探测器共面拼接,集成双波段微型滤光片,形成长波双波段探测杜瓦组件,探测器工作所需的40 K低温环境由脉管制冷机提供。杜瓦采用无窗口设计,并通过柔性波纹管将杜瓦外壳与冷箱外壳集成,以实现气密性集成和光校调节。针对40 K温区双波段探测器封装的三维拼接、探测器及滤光片的低应力封装、制冷机与探测器的高效热传输等难点,对探测器的三维拼接、40 K温区高效热传输、探测器低应力集成的热层结构、低应力滤光片支撑、杜瓦与制冷机耦合等进行研究,创新性提出了三点Z向调节拼接方法、探测器Al2O3载体复合钼基板和钼冷平台的热层结构、双波段滤光片集成的钼支撑结构、带应力隔离的冷平台与制冷机过盈装配的耦合方法,最终实现了40 K温区下双波段探测器平面度优于±2.06μm(RMS)、探测器的低温应力小于22.06 MPa、双波段滤光片低温形变小于8.55μm、探测器与制冷机温度梯度为2.6 K。40 K长波双波段红外探测器冷箱杜瓦组件经过2000 h通电老练和300次开关机试验验证,试验前后组件性能未发生明显变化,满足工程化应用的要求。

太阳成像仪镜筒舱内压力控制技术研究

文章阐述了太阳成像仪镜筒舱内压力控制技术研究,主要包括限流小孔机械尺寸理论分析、慢速泄压阀设计、镜筒压力控制模拟测试等内容。目前,所研制的慢速泄压阀已顺利交付使用,并随46.5 nm极紫外太阳成像仪在中科院空间新技术试验卫星上进行了搭载,实现了在轨顺利开机,验证了太阳成像仪镜筒舱内压力控制手段的正确性。

空间柔性阵列天线薄膜阵面制造技术研究

简要阐述了空间柔性天线的进展,分析了空间柔性天线薄膜阵面制造关键技术。研究了薄膜阵面电磁波传输金属薄膜制备技术、薄膜阵面图形化制造技术、薄膜阵面拼接用材料评价、薄膜阵面的裁切技术等。采用磁控溅射技术,通过溅射功率、走带张力、走带速度的调节,在有机柔性薄膜基材上镀制了不同厚度的金属铜膜,实现了有机柔性薄膜基材的表面金属化;利用飞秒激光刻蚀精度高,不损伤柔性薄膜基材的特点,获得了图形化的金属薄膜阵面单元;对3M92号胶带与改性聚酰亚胺胶接材料的拼接强度与耐高低温性能进行了试验对比,发现改性聚酰亚胺胶接材料的强度与耐高低温性能更好,更适合薄膜阵面的拼接;对比了用纳秒激光和飞秒激光裁切的薄膜微观形貌,结果表明,用飞秒激光裁切的切面光滑,无烧蚀与毛刺,适合于高精度薄膜阵面的制造。研究为空间柔性阵列薄膜天线的制造提供了大量的基础数据。

激光技术在金刚石加工中的研究及应用进展

激光加工是目前金刚石的主流加工方法,相较于传统的机械加工形式,激光加工精度高、效率高、普适性强,因而在金刚石切割、微孔成型、微槽道加工及平整化等方面均得到广泛应用。文中阐述了金刚石激光加工原理,介绍了不同类型激光与金刚石材料相互作用机制,重点总结了近几年多种激光加工金刚石模式的发展现状,分析了新型的激光加工方法的特点,探讨了现阶段激光技术在金刚石加工领域面临的问题、挑战及未来的发展趋势。

宇航数字化、智能化电源技术研究

航天技术的快速发展与创新对宇航电源的功能提出了更高需求,需进一步拓展应用,为此提出了适应于未来的宇航数字化、智能化电源技术.通过分析宇航数字化、智能化电源在电推进系统中的复杂供电及控制要求,以及在中国超低轨小卫星中对μN级高精度控制、宽范围推力调节等方面的典型应用,分析研究了宇航数字化、智能化电源技术的主要技术途径和发展展望,给出了以现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)为核心控制芯片的模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)电路、数字脉冲宽度调制(Digital Pulse Width Modulation,DPWM)发生器及数字补偿器等数字化电源的设计要点,最终实现了电源输出电流毫安级的调节精度和超低轨小卫星微牛级的高精度控制要求.

卫星高压电子组件可靠性评估技术研究

可靠性是指产品在规定的条件下和规定时间内完成规定功能的能力。在航天系统,可靠性评估是型号产品研制过程中的关键工作,是决定产品能否稳定运行的重要指标之一。主要针对卫星高压电子组件小子样、长寿命的特点,以电推进系统中离子电推进的电源处理单元为例,结合故障模式和失效机理分析,实施加速寿命试验,根据试验数据开展卫星高压电子组件可靠性评估技术的研究。

空间飞行器用薄膜温度/应变传感技术研究

随着功能薄膜制备方法及微细加工技术的日益成熟,基于各类薄膜敏感元件的薄膜传感技术蓬勃发展。薄膜传感器件尺寸小、集成度高、灵敏度高,在深空探测、空间飞行器结构健康监测、载人航天等领域展现出广阔的应用前景。针对空间飞行器的各类传感需求,对低温/高温温度传感、热流传感、高温应变传感、柔性大应变传感、柔性智能蒙皮等应用中薄膜传感材料和器件的关键技术及国内外研究现状进行了综述,并对薄膜传感技术的未来发展进行了展望。

用于柔性电子器件的有机/无机薄膜封装技术研究进展

有机/无机薄膜封装技术被广泛用于有机发光二极管(OLED)、量子点显示及有机光伏等领域,是一种新型的柔性封装技术。综述近年来有机/无机薄膜封装技术的发展趋势,首先概述了传统硬质盖板封装方式与薄膜封装方式的发展及其优缺点。其次,系统地总结了有机/无机薄膜的制备方法,如原子层沉积、等离子体化学气相沉积等,详细阐述了不同制备方法的原理及其应用。再次,讨论了薄膜的微观缺陷、内应力,以及材料界面工程对有机/无机薄膜封装性能的影响,分析总结了有机/无机封装薄膜制备的技术要点,如采用基底表面预处理、引入中性层、调节层间应力等方式获得优质的封装薄膜。最后,探究了有机/无机封装薄膜的内在阻隔机理,提出气体在有机/无机薄膜中的传输方式以努森扩散为主,并总结了提高薄膜封装的策略,即延长气体扩散路径、“主动”引入阻隔基团及薄膜表面改性。提出了未来薄膜封装技术面临的问题,拟为柔性电子器件封装技术的发展提供一定参考。

卫星低温压力容器贮供技术研究进展与关键技术分析(二)

针对航天卫星、飞船等航天器推进系统对于高密度、低压力贮存、在轨可加注低温推进剂应用需求,提出了卫星低温压力容器主要关键技术,包括材料与结构技术、流体供给管理技术、被动绝热防护技术、主动制冷热耦合技术、质量监测技术、液气转化技术、压力调节技术、流量控制技术和在轨加注技术。分析了国外在该研究方面的技术进展和发展趋势,对国内研究进展进行了概括论述,并提出了技术发展建议。综合研究表明,卫星低温压力容器贮供技术是空间领域未来核心关键技术,可为航天器电推进系统发展提供强有力支撑。

卫星低温压力容器贮供技术研究进展与关键技术分析(一)

针对航天卫星、飞船等航天器推进系统对于高密度、低压力贮存、在轨可加注低温推进剂应用需求,本文提出了卫星低温压力容器主要关键技术,包括材料与结构技术、流体供给管理技术、被动绝热防护技术、主动制冷热耦合技术、质量监测技术、液气转化技术、压力调节技术、流量控制技术和在轨加注技术。分析了国外在该研究方面的技术进展和发展趋势,对国内研究进展进行了概括论述,并提出了技术发展建议。综合研究表明,卫星低温压力容器贮供技术是空间领域未来核心关键技术,可为航天器电推进系统发展提供强有力支撑。

空间啮齿类动物培养装置及实验技术研究进展

空间动物实验是人类空间生命科学研究的重要组成部分.一直以来,空间动物实验为探索地球生物体在航天环境中的生命现象及活动规律、支持载人航天的可持续性发展做出了重要贡献.随着航天工程的发展,航天员在空间驻留的时间越来越长,为解决人类在空间旅行中的健康问题,各国先后开展了空间啮齿类动物实验,研究空间环境给生命体带来的影响,为人类空间飞行提供重要的生理和医学数据.本文研究了国外主流的空间啮齿类动物培养装置,根据各类装置培养动物的存活情况及死亡原因,提出装置的不足与可改进之处;深入分析空间啮齿类动物实验发射前、在轨、返回地面阶段的相关实验技术,为中国空间啮齿类动物培养装置设计及动物实验提供参考.

磁光阱技术研究现状及发展趋势

磁光阱(MOT)作为激光冷却和陷俘原子的主要手段,在现代原子物理领域有着广泛应用。通过一对反亥姆霍兹线圈形成的磁阱和六束对射正交激光形成的光阱,将原子的温度冷却到接近绝对零度,可在很大程度上抑制原子的多普勒效应与碰撞效应带来的影响。相比于以热原子为工作介质的精密测量仪器,利用MOT技术研制的冷原子钟、冷原子干涉仪、冷原子加速度计等在性能上有大幅提升。阐述了MOT的基本原理及关键技术,综述了国内外MOT技术发展现状以及近年来在MOT性能提升方面开展的相关研究工作,分析总结了MOT技术发展趋势,主要包括小型化与微型化、大通量与高装载率以及参数智能优化等方面。

霍尔电推进PPU阳极电源拓扑技术研究

针对未来对大功率以及超大功率电源处理单元的需求,对国内外霍尔推力器阳极电源拓扑技术的研究现状进行了分析与总结,采用软开关四管Buck-Boost变换器的PWM加移相控制策略,结合对该策略的时序仿真分析试验,对传统“四边形电感电流”模式进行了改进,解决了电路工作在低负载情况下时,整个电路会因开关管的额外损耗导致变换器的效率降低的问题,使电路在全电压全负载范围内实现了开关管的零电压开通,将电感电流的有效值降到了最小,在极大地降低了开关管造成的损耗的同时提升了四管Buck-Boost变换器效率。

CMOS探测器自适应信号读出技术研究

设计了一种根据光照强度自动调节增益的CMOS探测器,它能够在一帧时间内实现光照强度与积分增益自动适应,从而实现无论在弱光还是强光条件下CMOS探测器都能有适应的灵敏度和动态范围。相较于传统CTIA电路,自适应信号读出技术新增了比较器电路来控制CTIA积分电容大小,通过短曝光输出电压与参考阈值进行比较,输出信号结果用来调整长曝光积分增益,最终得到每个像素的输出电压和增益挡位。基于0.5μm 5 V-CMOS工艺进行了128×1线阵CMOS探测器设计仿真与流片,仿真结果表明,光电流在2 pA~100 nA六个数量级内分别自适应四个积分增益,都能有良好的信号读出。