谈谈卫星结构

人造卫星的结构是卫星的基础,它就象一个建筑物的骨架,支托着星上的全部仪器和设备。建筑物的设计要尽量满足经济、实用、美观大方;人造卫星的结构设计要尽量做到质轻、可靠、便于操作。卫星的形状人造卫星是装在运载工具头部发射入轨的。由于容积有限,卫星的尺寸不可能做得太大。尽管如此,在这个有限的尺寸范围内,人造卫星仍然可以制造成各种各样的形状。球形和接近于球形的多面体是初期人造卫星常用的外形。我们知道,对于同样一个体积而言,在各种形状中以球形的表面积为     

自旋卫星测试转台精度分析

自旋卫星测试转台用于自旋卫星控制系统的标定试验,是系统地面测试设备中的核心组成部分,其精度直接影响到系统标定试验的精度．另一方面,过高的转台精度指标将带来研制成本的大幅度增加,但有时仅对系统标定试验精度带来很小的提高,因此有必要对转台指标进行论证．根据标定试验原理,对转台引起的标定误差进行了分析计算,认为现有的精度指标能够满足标定需求,转台精度指标是合理的．     

小型控制力矩陀螺扰动建模及性能指标分析

为实现遥感卫星的高精度指向能力,对遥感卫星星上常用执行机构控制力矩陀螺扰动及性能指标评定进行了研究。首先,充分考虑小型控制力矩陀螺的静动不平衡量以及框架轴的安装误差,根据动量定理和动量矩定理建立了完整的星载小型控制力矩陀螺的动力学模型,并对所建立模型的正确性进行了理论分析和仿真验证;其次,将含有扰动特性的小型控制力矩陀螺应用到星上,建立了整星动力学模型,并选用合适的框架伺服控制系统和转子伺服控制系统,完成整星的姿态稳定控制任务;最后,采用数值仿真的方式分析了陀螺转子静动不平衡因素以及框架角测量误差对星体姿态精度和稳定度带来的影响。结合任务要求,对小型控制力矩陀螺设计提出静动不平衡量等指标要求,以期使其满足星上光学有效载荷的成像要求。     

神通广大的人造地球卫星

现在来谈人造卫星的结构组成,也许已是“捅窗户纸”的活儿了。显然,通信类卫星必须有无线电接收和转发设备,遥感类卫星必须有照相机等遥感设备,照明发电类卫星必须有阳光反射或接收设备,天文探测等科学研究卫星必须有天文探测等科学探测仪器,如此等等。 不过,以上说的是不同用途的人造卫星的特有设备。为了保证各     

立式悬臂转子设备连续注排液式振动自愈系统

针对常规注液式平衡装置在工作一段时间后会由于腔内液体注满无法排出而失去平衡能力的问题,利用连续注排液式自动平衡装置研制转子振动自愈系统.该装置应用在转子振动相位经常发生改变的设备上时相比常规注液式平衡盘具有平衡速度快和保持平衡能力的优点.使用该装置构建振动控制系统,运行过程中系统将实时计算转子工作转速下的振动相位,提取振动幅值信息,并根据平衡装置的安装位置,直接补偿不平衡量,从而快速地降低转子振动,并使其保持在安全范围之内.将这一装置安装在典型的立式悬臂转子设备超重力机上进行实验,结果表明,连续注排液式自动平衡装置能有效降低超重力机转子振动,并能在振动相位发生变化时快速反应,满足设备长周期安全运行的需要.     

三轴气浮台自动调节平衡和干扰力矩测试

三轴气浮台是在地面模拟卫星姿态运动的支撑平台. 为有效进行卫星地面模拟仿真, 模拟卫星在外层空间的小干扰力矩力学环境, 首先分析气浮台扰动力矩, 针对重心相对于回转中心存在漂移时产生静态不平衡, 及主惯性轴相对于回转轴存在漂移时会产生动态不平衡的问题, 采用先手动平衡再自动平衡的方法, 调节气浮台平衡; 然后给出三自由度气浮台自动平衡动力学方程, 在平衡调整基础上, 用有效的测试手段测试气浮台的台体水平度、静不平衡力矩、干扰力矩等, 为小卫星姿态控制系统的仿真提供一个有效的、精确的实验平台.      

环境C卫星热系统设计与在轨验证

根据环境C卫星的自身特性, 采用以被动式热控制为主和主动热控制为辅的控制方式, 对环境C卫星进行热系统设计. 通过研究环境C卫星的热控设计原则、热设计状态及已解决的关键问题, 对其在轨飞行温度数据进行了分析. 在轨飞行遥测结果表明, 环境C卫星热控系统方案合理, 工作稳定, 性能良好. 星上设备温度环境很好地满足了设计要求.      

外事简讯

<正> 三月七日上午瑞典空间公司代表团一行五人访问了我院。双方就该公司购买我院旋转火箭以及利用我院试验设备为瑞典卫星FREJA进行动平衡试验诸事宜进行了洽谈,并于三月十一日签定了技术协议。此外,双方还就利用我院设备为FREJA 卫星进行质量特性测试、噪声试验和热真空试验等问题进行了有益的讨论。     

基于硬件锁存技术的卫星控制系统高精度时统设计

针对测绘卫星对控制系统时统精度的要求,在目前卫星各种时统设计基础上,提出了一种基于硬件锁存技术的控制系统时统方案,该方案通过快速锁存、事后处理的原则,提高了时统精度.在给出星敏感器和陀螺时标处理算法的基础上,对时标误差进行了分析,并通过试验进行了验证.     

基于半刚性连接的提高星敏感器指向精度的安装设计

研究和分析了热变形引起的星敏感器和合成孔径雷达（SAR）天线的形变特点,设计了一种SAR天线与星体结构之间的安装方法,并以某卫星为例,将两者半刚性连接（横向游离）其安装设计方法在于将SAR天线框架与星体间的螺钉连接横向刚度减小,使星体的热变形与SAR天线产生了横向游离效果。计算分析和试验表明,这种安装设计方法有效地提高了星敏感器相对于SAR天线中板阵面的指向精度,可以满足高分辨率卫星成像的需求,为其他有较高指向精度要求的单机安装提供参考。     

虹湾地区高分辨率成像轨控方案

为了获取分辨率更高的全月面图像数据,并对嫦娥三号任务预选着落区之一的虹湾地区进行高分辨率成像,“嫦娥二号”卫星提高了CCD立体相机的分辨率,并通过降轨机动进一步降低轨道高度,在远月点高度100km和近月点高度15 km的椭圆轨道(简称试验轨道)的近月点附近对虹湾地区进行高分辨率成像.由于卫星能源的限制,卫星在该轨道上不能长时间停留.为了保证成像质量,要求太阳高度角必须高于15°.另外,必须有足够的测控弧段来满足测定轨道精度要求.这些约束条件都对该轨道的控制实施方案设计提出了很高的要求.文章结合嫦娥一号任务的工程实践经验,基于中国自身的测控资源和测控条件,对试验轨道进行了特性分析,根据成像约束条件和测定轨要求,给出了试验轨道的控制计算方案,提出了固定开机时刻和燃料最优两种计算方法解算控制参数.计算结果和误差分析结果表明卫星在试验轨道内满足安全和成像要求,确认了该方案的正确性和可行性.     

人造卫星的电磁相容性(上)

人造卫星的电磁相容性,用我们的话来说,就是人造卫星中消除电磁干扰的问题。排除星上设备在整星工作时的相互干扰,也就是使卫星达到满意的电磁相容性,这是卫星综合测试的主要任务之一。我们在卫星研制中不断碰到过这些问题,有了一些感性认识,但是尚缺乏系统性和预见性的分析。电磁相容性是无线电和电技术的一个重要分支,有关论文可查阅《IEEE Transaction on ElectromagneticCompatibility》等刊物。目前专门谈人造卫星的电磁相容性的文章尚不多见。为了推动对卫星总体设计中电磁干扰问题的研究,现根据《日本航空宇宙学会志》第27卷、第300期“人造卫星的电磁相容性”一文改写发表,以供参考。     

敏捷卫星立体定位角元素影响分析

为精确开展敏捷卫星效能评估,合理制定机动能力及其测量部件指标,首先针对敏捷卫星利用平台大角度姿态机动,以单线阵CCD相机实现立体成像的特点,分析了单线阵与三线阵立体定位角元素影响差异。其次建立了敏捷卫星立体定位精度评估模型,进行了内、外方位元素与角元素相关性分析,给出了各误差近似解析算法。解析分析定量给出了满足定位精度要求时敏捷卫星立体成像角方位元素及其测量精度指标的取值范围。     

基于应变的几何非线性梁建模与分析

柔性机翼在气动载荷作用下产生较大变形，几何非线性因素不容忽视。利用机翼柔性特点，通常采用梁模型进行结构建模。从几何精确梁理论出发，结合Hamilton原理推导了几何非线性梁的动力学平衡方程。不同于经典的位移基有限元，采用梁广义应变作为插值变量，得到广义质量阵、广义阻尼阵、刚度阵及载荷列向量，建立非线性应变梁模型。结合Newmark数值算法和牛顿-拉夫森（Newdon-Raphson）迭代法建立了动力学方程求解算法。针对典型算例，开展静、动力学分析，并分别与有限元软件的仿真结果进行对比。结果表明：在相当计算精度下，所建模型收敛特性更好。为进一步验证所建模型在工程实际应用中的精度和有效性，开展针对典型大展弦比机翼的地面静力试验。试验表明：仿真结果与激光位移计和光纤传感设备测得的变形值具有较高的一致性，验证了所建模型具有较高精度。     

菊3号卫星的电磁相容性管理

一、前言菊3号卫星是日本研制的第一颗大型人造卫星,1981年2月从种子岛宇宙中心发射。菊3号的设计要求是各分系统从研制到生产的各个阶段都能满足预期的功能和性能,而且要求卫星与新火箭和地面装置间具有相容性。1980年夏证实了初样星和地面试验用火箭(GTV)间的相容性,1981年5月,飞行卫星结束了所执行的实验使命。之所以能做到这一点,其重要因素可归结为对电磁相容性的管理。本文概述了与电磁相容性(EMC)有关的分析和试验概况。     

编队飞行卫星群相对轨道测量研究

编队飞行卫星群自主式相对轨道测量和确定是绕飞轨道的关键技术之一,考虑了利用星敏感器和雷达以及利用GPS(Global Positioning System)信号来进行相对定轨的传统方式,提出了基于伪卫星技术的定轨方案.伪卫星技术指在卫星上安装载波发生器和接收器,利用这些装置来进行卫星间的距离测量.在这些方案中,应用了差分GPS技术,采用优化方法求解多元非线性方程.这些测量方法分别适应于不同的情况.利用相对轨道要素的概念,在前面测量结果的基础上,通过卡尔曼滤波进一步提高了定轨精度.仿真计算表明这些方案可以满足不同尺度编队构型保持要求,并给出了部分结果.     

航天器结构材料的塑料化

<正> 自1957年第一颗人造卫星上天以来,短短20多年,航天事业发展迅猛异常,成为当代新技术革命浪潮的重要支柱。起初,铝合金等轻型合金是卫星的主要结构材料,但铝合金等材料在重量、刚性、强度和热稳定性等方面都有明显的不足,远不能满足航天事业发展的需要。随着大容量、高性能、长寿命、多用途卫星的发展,要求卫星结构具有超高比强度和比刚度的材料,以减轻结构重量、承受发射过程中的过载、保持适宜的自振频率、并维持卫星有一稳定的惯量比;卫星结构还要维持各种仪器装置在寿命期间有很好的指向性。这就要求结构材料在发射的温度环境,高真空、强紫外、带电粒子辐照、激烈高低温交变的空间环境及其     

宇航立式硬支承动平衡机特大型精密轴系

本文就精密轴系的特点和可靠性做了扼要分析。采用具有双排节流器的对置轴承,使刚度成倍提高,以满足新型立式硬支承动平衡机噪声小、转速低、支撑系统力矩刚度大的特殊要求。使质量特性参数严格地限制在某个测试精度范围内。     

二支座二配重面动平衡系统的快速平衡方案

本文通过对动平衡系统动力学特性的分析,指出了在机器工作转速接近于系统共振频率时平衡发生困难的原因。在此基础上提出了克服这些困难的现场标定法,并给出了配重的大小和位置的计算方法。     

超低轨道卫星应用离子电推进技术方案

低地球轨道大气环境对诸如科学探测和对地观测卫星的阻尼作用十分明显,而且阻尼随太阳和地磁活动以及昼夜、季节交替变化范围宽。为了保证卫星轨道精度或飞行状态满足任务要求,需要利用推进系统对卫星受到的阻尼进行实时或间歇式补偿以实现轨道或飞行状态的保持。针对轨道高度220~268km的无拖曳飞行和轨道维持应用,基于卫星轨道阻尼变化和有效载荷指标要求分析,研究确定了离子电推进技术指标、推力调节方案、系统组成、推力控制方案和在轨应用策略,并对推力调节方案进行了试验验证。结果表明,与无拖曳飞行卫星任务匹配的离子电推进指标为推力调节范围1~20mN,推力分辨率优于12μN,与对地观测卫星轨道维持任务匹配的指标为推力调节范围1～25mN,推力分辨率100μN。研究提出的针对超低轨道卫星应用需求的高精度推力连续调节离子电推进技术方案,具有工程任务针对性和参考价值。