航天器AIT项目风险量化管理研究

文章介绍了风险及风险管理概念,针对航天器总装实施特点,建立了航天器型号AIT研制项目风险结构模型,应用科学的评估方法,达到风险量化管理的目的。     

航天器AIT数据平台的设计与应用

文章介绍了航天器AIT数据平台的设计和实现方法。航天器AIT数据平台基于以往数据库进行了改造和集成,提供了交互式航天器AIT数据信息系统。文中给出了航天器AIT数据平台的多专业数据管理系统建设情况、平台设计及创新点,并结合实际工作讲述了应用情况。     

ESA/ESTEC的空间环境试验能力研究

这里的空间环境主要指电子、质子、离子、太阳紫外、原子氧、碎片、极端温度、污染等环境,这些环境在航天器中产生总剂量效应、单粒子效应、充放电效应等各种有害效应,甚至会引发航天器故障与异常。鉴于空间环境不利影响的严重性和复杂性,欧洲空间局（ESA）在欧洲空间技术研究中心（ESTEC）的产品保证与安全部门建立了空间环境试验室,目的为ESA航天器的空间环境防护提供先进的试验验证手段。文章介绍ESA/ESTEC的空间环境地面试验能力,包括空间环境模拟设备、测试仪器及其试验相关的标准;介绍ESTEC航天器研制组织体系及其空间环境试验室所在的产品保证与安全部门的职能和作用,分析研究了这些部门及空间环境试验室对ESA航天器质量、可靠性、安全性的基础保证作用;最后就完善我国空间环境试验能力提出建议。     

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。     

航天器的环境试验及其发展趋势

文章介绍了在航天器研制各阶段中环境试验的应用和环境试验类型,指出了环境试验在保证航天器可靠性中的重要作用.并简单讨论了试验的有效性问题,提出了21世纪航天器环境试验发展的几个重要方面.     

航天器环境试验的有效性

介绍了美国对航天器环境试验有效性所作的研究分析工作。目的是要说明环境试验对保证航天器可靠性所起的重要作用,说明对环境试验投入大量的人力和财力是十分必要的;同时,这些工作也表明在提高环境试验的有效性方面还有许多工作可做。提高环境试验的有效性,归根到底是为了提高航天器的可靠性,节省研制费用,因而也就产生巨大的经济效益。文章对如何提高航天器环境试验有效性提出一些看法。     

航天器电子产品加速试验技术现状及探讨

随着电子产品在航天器中占比越来越高,采用加速试验来进行航天器电子产品的可靠性验证与评估成为一种高效的手段。文章综述了加速试验技术在航天器各层次电子产品中的应用现状,并且根据航天器研制特点梳理了航天器电子产品加速试验类型及加速试验设计方法,给出了我国在该领域开展研究工作的建议。     

航天器力学试验回顾、启发与展望

中国航天器的研制与火箭的发展密切相关,航天器力学试验也是借鉴了火箭研制中力学试验的经验。振动试验至今仍沿用了x、y、z 3个方向分别进行振动试验的方法;1997年ESTEC建立了HYDRA 6自由度振动试验系统,开始了以x向为主的6自由度振动试验的新方法,这对我国航天器振动试验技术是一个重要的启迪。     

航天器动力学环境试验故障诊断专家系统

文章概述了对卫星及星上组件进行振动环境试验现有的故障诊断方法,并阐述了建立经济、有效的航天器故障诊断专家系统的重要性。提出了航天器故障诊断专家系统的研究方案,并通过对卫星结构模型的应用,验证了将小波系数作为故障诊断特征向量的可行性。利用此系统可在航天器研发过程中提高航天器结构的可靠性,缩减用于排查故障的时间与财力,缩短卫星研制周期。     

航天器仿真与测试一体化系统

提出了一种航天器仿真与测试一体化系统的方案,此系统具有较好的柔性,包括三个主要的组成部分:前端接口(FE)设备层连接被测系统与一体化系统;仿真环境(SE)部分则能提供航天器各个分系统与空间环境、轨道等要素;测试环境(CE)部分则能自动执行一体化系统的仿真、测试序列,并提供对整个系统运行的管控。文章对这三个部分的实现与相互接口均进行了定义,最后描述了一体化系统适应于不同应用的典型配置,如地面测试系统的评估验证、航天器渐进增量式电测以及故障处理研究等应用。文章提出的一体化系统不但可支持从航天器概念设计、详细设计、AIT等各个阶段的测试工作,也可以用来支持进行航天器故障分析与研究。通过此系统的创建与应用,能够改进航天器研制系统工程,并最终提高航天器的研制效率。     

面向一体化测试与运管的航天器指令技术研究

现有的航天器测试与运管程序通过word文档采用自然语言的方式进行描述，需要人工录入、集成、整合和校验，既浪费人力、时间，又容易因人为原因出错，不利于测试与运管程序在多用户间的快速交互，且存在安全隐患。针对该问题，借鉴NASA及ESA的PLEXIL、PLUTO、Timeliner-TLX、SCL等航天器指令设计经验，研究了面向航天器地面测试与在轨运管的航天器指令技术，该指令架构具备层次化、模块化、抽象化等高级程序特点，且具备对航天器进行工作过程监测与异常状态处置能力，便于航天器测试与运管程序的人机交互、数字化设计、交换共享与解译执行，可作为国内航天器测试与运管程序一体化设计的技术参考。     

Mars Express spacecraft: design and development solutions for affordable planetary missions

The spacecraft designed to support the ESA Mars Express mission and its science payloads is customized around an existing avionics well suited to environmental and operational constraints of deep-space interplanetary missions. The reuse of the avionics initially developed for the Rosetta cometary program thanks to an adequate ESA cornerstone program budget paves the way for affordable planetary missions.The costs and schedule benefits inherited from reuse of up-to-date avionics solutions validated in the frame of other programs allows to focus design and development efforts of a new mission over the specific areas which requires customization, such as spacecraft configuration and payload resources. This design approach, combined with the implementation of innovative development and management solutions have enabled to provide the Mars Express mission with an highly capable spacecraft for a remarkably low cost. The different spacecraft subsystems are all based on adequate design solutions. The development plan ensures an exhaustive spacecraft verification in order to perform the mission at minimum risk. New management schemes contribute to maintain the mission within its limited funding.Experience and heritage gained on this program will allow industry to propose to Scientists and Agencies high performance, low-cost solutions for the ambitious Mars Exploration Program of the forthcoming decade.     

一种通用遥控注入数据格式的设计与应用

对航天器遥控体制的发展作了简要回顾和分析,重点研究了欧洲航天局定义的包应用标准。文章借鉴包应用标准的设计理念,与我国实际遥控需求相结合,设计了一套通用遥控注入数据格式,并开发了相应的地面软件和星载遥控处理软件。     

随机振动试验和噪声试验的有效性分析

文章首先从频率范围、输入能量、振动模态和传递路径等四个方面对随机振动试验和噪声试验的差异进行了详细分析;之后从内声场和结构传递振动两方面对组件级试验的有效性进行初步评估,着重讨论组件级振动试验项目的优化选择方法;通过综合考虑,对航天器系统级振动试验项目的选择提出了合理建议。     

航天器电子设备温-湿-振综合环境应力试验的设计与过程控制方法

为进一步发现产品缺陷,提高产品可靠性,需对航天器电子设备选择温度-湿度-振动综合环境进行考核。文章分析了航天器电子设备在温度-湿度-振动综合环境下的故障模式和失效机理,论述了综合环境应力试验的设计方案、过程控制方法及需考虑的影响因素,并总结了试验发展方向,为推广应用温度-湿度-振动综合环境应力试验提供参考。     

航天器声振力学环境预示与验证

针对航天器声振力学环境预示的难题,开展大型复杂航天器声振力学环境的预示方法研究和试验验证。首先结合航天器声振力学环境的特点,研究采用混合有限元-统计能量分析（FE-SEA）方法建立航天器声振预示模型的关键技术,在此基础上建立整星级和系统级航天器（整流罩-卫星-仪器舱-适配器组合体）的混合预示模型,最后将预示结果与噪声试验数据进行对比,验证了预示方法和模型的有效性,并基于分析结果探讨影响航天器声振力学环境预示精度的关键环节。     

Precise modelling of solar and thermal accelerations on Rosetta

This paper presents an analytical approach for the high-fidelity model of the accelerations induced by the Solar Radiation Pressure (SRP) and the Thermal Recoil Pressure (TRP) on ESA’s Rosetta spacecraft. The relevant gravitational forces that are induced by planets, moons, and asteroids can readily be incorporated for predicting interplanetary trajectories. However, there are additional perturbation forces that cause residual errors in the orbit determination process. These are the so-called “small forces”, which are mainly induced by the SRP and TRP effects and are often not modelled adequately or not completely. In the case of deep-space missions, the spacecraft travels a wide range of distances relative to the Sun. This makes the spacecraft exposed to a wide range of solar fluxes and surface temperatures. This paper establishes a high-fidelity acceleration model, which enables more precise orbit predictions for interplanetary spacecraft. The application of the model is demonstrated and validated using the orbit determination data and in-flight temperature data of the Rosetta spacecraft.     

海运及沿海发射期间航天产品的腐蚀风险与应对策略

海南发射场投入运行在即,在此发射的航天器在海运和发射场期间将面临着腐蚀的风险。文章对比了海南发射场与酒泉、西昌、太原等内陆发射场的腐蚀环境差异,例举了NASA肯尼迪航天中心在海运和发射场期间航天产品的腐蚀案例,分析了我国未来航天器在海运和海南发射场期间的腐蚀风险,并根据NASA、ESA对沿海发射场航天器腐蚀的应对策略,提出了相应的防腐蚀建议与措施。     

近场分析法在航天器磁测试中的误差因素及精度评估

航天器磁性测量误差因素及精度评估与航天器结构尺寸、磁矩量级、内部磁性分布特征,以及所用的磁测试方法和测试设备等有密切关系。近场分析法是航天器磁偶极矩测定中经典有效的测试方法。文章就该法在航天器磁测试中的系统误差、随机误差因素及精度评估逐一进行详细论述和深入剖析;针对中大尺度航天器正置态磁测试中垂向磁矩测试结果存在的误差,提出提高测试精度和改进误差评估的有效方法和措施;给出航天器磁测试有效性综合评估的基本条件和评判标准,得到不同尺度航天器磁测试误差的预估参考范围。文章所述航天器磁测试误差因素及精度评估技术对于提高航天器磁测试精度、有效控制航天器磁性具有指导意义。