航天器环境工程回顾与展望

文章回顾了 2 0世纪航天器环境工程发展的三个主要方面 :在航天器研制中 ,环境工程和环境试验起着重要的作用 ,是验证工作的主要组成部分 ;环境效应、环境模拟试验方法等方面的研究则是环境工程的基础 ;而计算机和数字技术大大促进了整个环境工程和试验技术的发展。在新的世纪 ,环境工程的发展在继续努力降低环境试验的费用和时间的同时 ,提高环境试验的效果 ,使整个环境工程对保证航天器可靠性起到更重要的作用。文章提出了中国在 2 1世纪发展航天器环境工程需要努力的若干方面。     

载人航天器舱门快速检漏仪的可靠性试验与评估方法

载人航天器舱门快速检漏仪是载人航天器舱门及其对接机构对接面气密性检测的测试仪器。为了验证舱门快速检漏仪的可靠性指标水平,按照寿命型和计量型可靠性试验方法的基本思路,通过分析其功能、工作原理和主要故障模式,确定了可靠性特征量,提出了舱门快速检漏仪的可靠性验证试验方法,包括试验方法的选择、试验件状态、试验条件的确定、试验程序、故障判据及可靠性评估方法,并给出了评估结果。     

论航天器的环境试验和可靠性

讨论了航天器环境试验在提高航天器可靠性中所起的作用,环境试验和可靠性试验之间的关系;介绍了国外航天器环境试验的要求及应用情况;并对如何更好地发挥环境试验的作用提出一些建议。     

载人航天器密封舱门的可靠性验证试验方法

论述了载人航天器密封舱门的功能、工作原理和主要故障模式,确定了舱门的可靠性特征量,基于计量型可靠性试验的基本思路,提出了舱门的可靠性试验方法,包括试验方法选择、试验件状态及试验条件的确定、试验程序、故障判据和可靠性评估方法,给出了应用示例,为载人航天器密封舱门的可靠性验证提供了技术途径。     

航天器机构的可靠性试验方法

对航天器机构可靠性试验进行了分类,提出了基于可靠性特征量计量型可靠性试验的基本思路,针对特征量分别为寿命、性能参数、失败数的航天器机构提出了可靠性试验方法,为航天器机构可靠性验证提供了技术途径。     

热敏电阻在航天器上的应用分析

文章首先阐述了航天器对于测温传感器的需求 ,并对目前航天器在地面试验和飞行试验中 ,所采用的主要测温传感器的特点进行了概述。然后 ,以目前航天器在轨运行中应用最为广泛的热敏电阻为研究对象 ,介绍了它在航天器中的应用方案 ,以及为保证其测温精度、工艺可实施性和可靠性所应注意的问题。     

一种面向航天器综合电子的ASIC芯片设计

航天器综合电子系统通用功能集成并芯片化是目前航天器电子系统的发展趋势. 针对中国航天器电子系统小型化、综合化的应用需求,提出一种面向航天器综合电子的ASIC芯片设计方案,分析了ASIC芯片设计中的关键技术,包括芯片系统工作模式、IP核的开发应用、可靠性和低功耗设计,1553B简易终端控制模式是芯片的技术特色和典型应用. ASIC芯片的功能设计、系统仿真验证、FPGA验证和物理设计均已完成,进入流片状态. 芯片的FPGA验证结果证明了芯片设计的有效性和可靠性. ASIC芯片旨在达到国军标548S的要求,应用场景是航天器内数据总线接口单元和遥测遥控.      

印度建成世界高水平的大型空间模拟舱

随着航天事业的发展,航天器的种类和数量的增多,尺寸的增大,复杂程度的提高,希望它们的设计和使用可靠性也随之提高。这在很大程度上取决于外围的环模试验设备,靠它们来验证航天器在空间环境中的性能,如热平衡试验可验证和评估航天器的热设计。最近,印度在美国的帮助下,在班加罗尔的ISRO卫星中心建立了一个大型空间模拟舱(LSSC),并已交付使用。迄今为止,像这样的大型环模设备在世界上只有6～8台。它能模拟空间的真空、热和太阳辐射条件,进行航天器的热真空和热平衡试验。有了它,印度可以自己做IRS、INSAT     

月面高温下推力器可靠性试验

嫦娥五号着陆上升组合体落月后将经历月昼强红外辐射环境，由于推力器喷管导热影响，使推进剂管路与电磁阀面临高温环境，推进系统存在管路内氧化剂汽化和推力器性能下降甚至无法正常工作的问题，影响上升器月面起飞正常姿态控制。为了研究高温下推力器的工作性能，进行了高温下氟塑料阀芯与氧化剂相容性调研，提出了电磁阀和推力器可靠性增长及可靠性验证试验方法，分析了温度与电磁阀阀芯行程的关系，获取了高温环境下推力器的稳态及脉冲工作性能，在小子样条件下评估了推力器可靠性置信下限及月面起飞上升推进系统可靠度，通过月面高温排气及月面起飞上升姿态控制对研究结果进行了航天器在轨飞行验证，圆满完成了上升器月面起飞上升任务。所提出的研究方法及思路具有很好的工程适用性。     

火工切割器的一种小样本可靠性验证试验

提出了火工切割器的一种小样本计量型可靠性验证试验方法及偏保守的可靠性评估方法,将火工切割器的燃气压力峰值作为可靠性特征量进行可靠性验证试验,分别测试额定工况(双边点火工况)下的燃气压力峰值和单边点火工况下的燃气压力峰值。基于应力-强度干涉理论,用小样本可靠性验证试验数据开展可靠性评估。这种验证方法既可避免特征量临界值分布规律摸底试验中消耗一定数量的产品,又能实现计量法代替计数法,还避免了人为设定强化系数,评估结果能够反映产品在加严条件下的可靠度水平。文章给出了用60个火工切割器样本进行可靠性验证试验及可靠性评估的应用实例,为航天器火工装置小样本可靠性验证提供技术途径。     

论航天器的热试验

论述了各种类型热试验 （热平衡试验、热真空试验、热循环试验） 在航天器研制中的重要性及它们的做法要点。针对当前试验中出现的问题, 强调了组件级, 尤其是电子电工产品热试验 （热真空试验及热循环试验） 和整星级发射星热真空试验对提高航天器可靠性所起的重要作用, 并提出了相应的建议。     

太阳方阵模拟器电源测试方法研究

分析了太阳方阵模拟器电源的原理,解读了检定规程与其特色性能的区别和联系,给出了推荐测试项目和测试方法。 太阳方阵模拟器电源是航天器地面测试供配电分系统的核心设备,其技术性能的高低将直接影响航天器测试的质量,进而影响航天器的可靠性。     

航天器供配电测试系统通用化设计

供配电测试系统的主要用途是在航天器测试全过程中，为航天器提供电源、向航天器发送有线指令、接收和测量航天器下行有线遥测信号。以往主流的供配电测试系统均为定制型，其研发成本较高、研制周期较长、可靠性较低。以主机-总线-板卡形式的通用供配电测试系统，实现了设备的定型和批量化生产，解决了不同型号需求定义不统一的问题，同时降低了研发成本、缩短了研制周期、提高了产品的可靠性。目前，该系统已成功应用在多个航天器的测试工作中，随着型谱的不断丰富和航天器型号的深入应用，将有着更广阔的应用前景。     

基于Event B的中断管理需求和设计形式化建模与验证方法

随着软件复杂度的迅速增长,传统的基于测试的方法逐渐难以满足航天器操作系统的可靠性和安全性需求,形式化方法逐渐成为航天器操作系统安全可靠性的有效保障.基于Rodin平台,采用Event B形式化语言,通过需求和设计重写、制定精化策略并逐步精化的方法,对航天嵌入式操作系统SpaceOS2的中断管理模块建立了需求层和设计层形式化模型,将模型检验和定理证明相结合,验证模型的正确性并且满足安全性质.     

天宫一号目标飞行器控制计算机的设计与验证

与载人航天一期＂轨道舱＂相比,载人航天二期天宫一号目标飞行器对控制计算机的功能、性能和环境适应性都提出了更高的要求.依据GNC分系统对控制计算机的功能与可靠度需求,介绍天宫一号目标飞行器控制计算机的容错方案、硬件设计、系统软件设计、可靠性分析和试验验证情况,地面验证结果表明：天宫一号目标飞行器控制计算机设计满足GNC分系统的需求.     

The fundamental physics explorer: An ESA technology reference study

ESA technology reference studies are used as a process to identify key technologies and technical challenges of potential future missions not yet in the science programme. This paper reports on the study of the Fundamental Physics Explorer (FPE), a re-usable platform targeted to small missions testing fundamental laws of physics in space. The study addresses three specific areas of interest: special and general relativity tests based on atomic clocks, experiments on the Weak Equivalence Principle (WEP), and studies of Bose–Einstein condensates under microgravity conditions. Starting from preliminary science objectives and payload requirements, three reference missions in the small/medium class range are discussed, based on a re-adaptation of the LISA Pathfinder spacecraft. A 700/3600 km elliptic orbit has been selected to conduct clock tests of special and general relativity, a 700 km circular orbit to perform experiments on the Weak Equivalence Principle and to study Bose–Einstein condensates, each mission being based on a three-axis stabilised spacecraft. It was determined that adaptation of LISA Pathfinder would be required in order to meet the demands of the FPE missions. Moreover it was established that specific payload and spacecraft technology development would be required to realise such a programme.