地面长期贮存卫星电源单机工作寿命可靠性建模与预计

卫星电源分系统电子单机可靠性预计通常采用元器件计数分析法或元器件应力分析法计算电子设备长期工作期间失效率,然后进行设备的可靠性预计.针对一些装备型号要求卫星在出厂测试完毕后,要在地面贮存一段时间然后择机发射需求,在卫星设计阶段开展地面贮存对电子设备在轨工作可靠性的影响进行分析,建立电子设备地面存储后的在轨使用可靠性模型.采用元器件计数分析法对电源控制器设备地面贮存工作状态失效率和发射入轨工作状态失效率进行计算,利用电子设备地面存储后的在轨使用可靠性模型对某卫星电源单机贮存后再使用可靠度进行了估计分析.并分析得出结论地面贮存时间大于1年,则地面贮存对电源设备可靠性的影响就不能忽略.该可靠性分析模型可以综合地面存储和在轨使用对电源设备的可靠性的综合影响,有效解决了地面长期贮存电源设备可靠性的分析难题.     

卫星总体可靠性安全性设计审查

为了确保卫星及其产品不带问题出厂、不带隐患上天,进行系统、全面的卫星可靠性安全性设计专项审查,从卫星总体层面去把握卫星各系统和单机的安全性、可靠性,找出影响卫星安全性和可靠性的问题和薄弱环节,并及时采取有效措施加以改造,对于卫星研制是十分必要和有效的手段。文章基于如何立足卫星总体层面进行可靠性、安全性设计审查提出了一套具体的思路及方法。     

硬X射线调制望远镜卫星可靠性安全性设计与保证

针对硬X射线调制望远镜(HXMT)卫星多载荷、高难度、高复杂度的特点,如何确保卫星在轨的安全并可靠完成在轨科学探测任务,是卫星研制过程中必须解决的问题之一。文章在梳理卫星可靠性、安全性保证工作重点的基础上,从卫星平台继承性产品的可靠性保证、面向复杂多载荷探测目标实现的可靠性安全性设计保证,以及整星贮存可靠性保证等三个方面,介绍了HXMT卫星可靠性安全性设计与保证的各项措施,可为后续相似卫星的研制提供参考。     

小卫星贮存可靠性研究

分析了国外航天产品的贮存现状,国内航天产品在贮存方面的历史和现在的需求,以及遇到的主要问题。在此基础上,有针对性地开展了小卫星贮存可靠性试验研究,得出了小卫星典型电子设备及其印制电路板的电性能、整星结构精度、结构板强度、粘接胶粘接强度和预埋热管等温性等在地面长期贮存后的变化情况,取得了初步成果,为深入开展国内航天产品贮存可靠性研究提供参考。     

航天用电连接器的可靠性研究

电连接器的质量和可靠性直接关系到卫星、飞船、导弹等重点型号产品的成败。电连接器的设计、生产制造工艺、检测、选型、贮存和使用等环节都存在着影响质量和可靠性的因素。较详细地分析了影响航天用电连器可靠性的各种因素、并探讨了提高可靠性的主要途径。     

高分多模卫星控制分系统设计及在轨验证

高分多模卫星(GFDM-1)对控制分系统姿态测量精度、姿态确定精度、卫星姿态控制能力、卫星机动能力、可靠性和地面验证方面都提出了更高的要求。文章针对高分多模卫星的特点,对控制分系统的体系结构、技术方案、可靠性设计、寿命试验等方面进行了概述,重点论述了卫星控制分系统基于二级总线的轻小型化体系结构、高精度高稳定度姿态控制技术、敏捷机动姿态轨迹规划技术、长寿命高可靠设计方案。根据卫星在轨运行数据,给出了控制分系统单机和系统性能指标在轨验证情况。     

宇航元器件长期贮存及寿命评价方法研究

现代武器装备及卫星单机对元器件提出了长期贮存要求。本文结合宇航元器件贮存概念及相关规定,提出了影响元器件装机后贮存寿命的关键要素为元器件属性(结构、材料、工艺等)、贮存环境(温度、湿度、振动、电场、化学腐蚀等)和原有缺陷的增殖程度,并对元器件长期贮存寿命给出了基于单一机理的恒定应力加速寿命试验评价方法流程。     

位移损伤判据在卫星冲击试验中的应用

提出了一种用峰值响应处的位移以衡量该单机所受冲击影响大小的方法,给出了冲击试验位移损伤的判据。该方法简单直观、可量化,相关试验结果证明了其有效性。用该法验证了卫星型谱单机冲击试验条件等标准对卫星爆炸分离解锁试验中单机所受冲击影响的覆盖性。     

高分三号卫星控制分系统设计与在轨验证

高分三号(GF-3)卫星是国内首颗设计寿命8年且转动惯量最大的低轨遥感卫星。与以往同类卫星相比,文章针对GF-3卫星的特点,对控制分系统的体系结构、技术方案、可靠性设计、寿命试验等方面进行了概述,重点论述了卫星控制分系统基于二级总线的轻小型化体系结构、高精度姿态全零多普勒导引技术、高精度高稳定度姿态控制技术、长寿命高可靠设计方案。根据卫星在轨运行数据,给出了控制分系统单机和系统性能指标在轨验证情况。     

浦江一号卫星的创新与实践

浦江一号(PJ-1)卫星是由上海航天技术研究院自主研发的国内首颗快速响应型试验卫星。卫星采用模块化柔性结构设计,在保证卫星结构高刚度的同时实现了卫星装配的灵活性;采用即插即用总线技术实现了星载产品的快速互连互通、快速更换和功能重构;采用基于星上数据处理的自主任务规划技术实现了多种有效载荷的协同工作;采用星上数据处理融合技术提升了卫星快速服务效能;采用功能冗余设计技术保证了卫星的可靠性,简化了卫星配置;采用基于数字化仿真的卫星总体设计技术和分布式验证技术优化了卫星研制流程,缩短了研制周期;采用整星一体化测试技术,大幅缩短了卫星综合测试时间。卫星搭载了多种新型星载产品,为新技术新产品应用奠定了基础。PJ-1卫星于2015年9月由长征十一号运载火箭发射升空,验证了"1周靶场发射,1d交付使用"的快速模式,开创了我国快速响应型卫星应用的新局面。     

快速响应卫星发射场贮存方法

为适应快速应急发射的需求,首先对卫星电子元器件、卫星结构、展开装置、蓄电池组和推进系统等关键部件的贮存要求及性能进行分析.然后考虑卫星在发射场贮存时间,以6个月为分界线,分别对卫星在发射场的长期和短期贮存方法进行了研究.短期贮存方案卫星以整星状态贮存,所有部件安装到位;贮存期间,每3个月进行一次整星全面加电状态检查.同...     

通信卫星测控分系统在轨运行综合分析与改进

截至目前,我国已成功研制并发射了数十颗通信卫星,部分卫星已圆满完成其既定的工程任务目标。文章总结了通信卫星测控分系统总体设计的关键性和可靠性等特点,对某通信卫星测控分系统关键单机的工作时间、异常次数等在轨运行数据进行统计,并逐一分析典型异常现象,针对产生异常问题的原因,提出了加强电路设计、调整器件参数、更换能力较强器件等改进方案。此研究结果可为我国后续卫星测控分系统总体可靠性设计提供参考。     

卫星公用平台成熟度研究

介绍了国内外成熟度评估体系的发展情况,提出了平台配套单机产品成熟度等级分布、平台内/外部接口控制能力等用于评价卫星公用平台成熟度的6项要素。建立了用于表征卫星公用平台从原理平台开始,逐步进阶为有可靠性保证的多型号通用平台全过程的6级成熟度模型。最后分析了成熟度在指导平台系列化发展与平台快速成熟中的应用前景。     

低成本高可靠综合电子系统集成技术

我国现有的卫星电子产品的传统研制模式已很难适应卫星快速增长,型号对于平台的管理控制核心的电子系统提出低成本、高可靠、快速响应、快速研制的迫切需求。通过构建低成本、高可靠计算机系统体系架构,设计基于COTS器件的星载计算机,并采取包括系统、模块、器件的多级可靠性冗余设计及验证技术,为实现低成本、高可靠、长寿命的产品研制,满足型号长期在轨任务要求奠定基础。     

舰空导弹贮存可靠性研究

讨论了舰空导弹贮存可靠性在实现战备完好性和任务成功性中的重要作用。根据此类导弹的寿命剖面,给出了导弹贮存可靠性的主要工作内容和流程,用指数分布的寿命周期模型法计算导弹的贮存可靠性,并给出了计算公式。分析了影响该类导弹贮存可靠性的因素,介绍了导弹贮存可靠性和发射箱可靠性的设计准则,以及通过改善场地、温湿度和通风等环境条件提高贮存可靠性的技术途径。     

快响应航天器模块化总线优化设计的建模

建立快速响应航天器模块化总线系统需要考虑许多因素,分析了影响快速响应航天器总线设计的主要因素（模块和集成子系统组合方案、快速响应系统的测试策略、快速响应航天器的有效载荷的质量、体积与功率有效率指标以及成本、总收入等经济指标）以及这些因素所影响的系统的响应时间、可靠性之间的关系,对其建立了数学模型。根据快速响应航天器总线的要求,建立了求解最优总线设计的优化方程,可以通过求解最优方程直接得到最优的快速响应航天器的设计。仿真实验表明提出的总线设计建模方法对设计可靠的、快速响应的、标准化总线及优化投资有重要意义。
     

长期贮存对卫星典型结构件的形变影响分析

某大型卫星经历了长期的地面贮存,从结构生产完成至卫星发射历时9年。文章提取此卫星承力筒、结构板的工程数据,与同类型其他卫星的数据进行对比分析,总结出长期贮存后卫星承力筒和典型结构板——对地板的形变规律,并探讨影响结构变形的原因。研究结果可为后续卫星的贮存设计、贮存试验以及贮存后影响分析提供指导和借鉴。     

小卫星AIT流程简化探讨

调研了国外航天器总装、测试与试验(AIT)流程的发展,总结了快速AIT研制经验,包括简化或删除大型环境试验、采用自动化测试等。介绍了国内小卫星的传统AIT流程,指出由于体系构架、软件落焊等原因导致AIT流程过于繁琐。结合调研结果,从首发卫星、继承卫星和快速响应卫星三个方面给出了简化的国内小卫星AIT测试流程,优化方法包括删减环境试验、简化综合测试、提高总装效率等,并提出了卫星设计模块化,测试设备通用化和小型化,测试自动化,以及总装工作自动化等小卫星设计优化及测试方法的改进建议。     

用于长期监测的高可靠供配电技术

针对液体运载火箭加注推进剂后长期贮存期间对箭上参数实时监测的需求,设计了一种能够长期稳定监测箭上参数的高可靠供配电系统,基于自主可控嵌入式实时操作系统和国产处理器开发了应用软件,提高了监测可靠性。考虑到长期加电期间可能出现单机故障,进行了冗余热备设计,并且能够在系统不断电的情况下更换故障设备,提高了系统可靠性。目前该设计已经过工程研制验证,得到成功应用。     

高分多模卫星星地一体化快速响应系统设计与在轨验证

高分多模卫星采用星地一体化设计,实现了星上处理及信息快速生成分发,将遥感信息的快速响应时间缩短到了分钟级。文章详细描述了高分多模卫星基于星上处理系统(区域提取与处理单元)、数据传输与分发系统(数传分系统),以及地面接收与处理系统的星地一体化快速响应系统架构;开展了辐射校正、几何校正等星地一体化设计方法论证,以及在轨图像定位精度关键指标精度分析。通过高分多模卫星在轨试验完成了快速响应时间及关键指标的在轨评估验证,快速响应时间达到了2 min以内,在一定侧摆角度下图像定位精度可以达到经度方向-50.36 m,纬度方向29.18 m。