北京卫星环境工程研究所航天器试验装备事业部

<正>航天器试验装备事业部隶属于北京卫星环境工程研究所,主要从事空间真空热环境及特殊环境模拟试验设备的设计开发、产品研制、售后服务及咨询培训等。部组件级热真空试验设备我部研制的"神舟"系列部组件级热真空试验设备主要用于航天器部组件级产品的真空热试验,能够满足航天器零部件空间环境试验要求。     

地球同步轨道长寿命卫星热控涂层太阳吸收率性能退化研究

文章介绍了15年地球同步轨道环境对卫星表面太阳吸收率性能影响的试验模拟研究,研究结果为长寿命卫星热设计及热控涂层选择和研制提供可靠依据;介绍自行研制的空间低能综合环境试验设备、太阳吸收率原位测试系统和空间低能综合环境模拟试验方法,并对航天器常用的S781白漆、SR107ZK白漆、F46镀银和OSR二次表面镜热控材料进行空间低能综合环境模拟试验,获得了这些热控涂层在地球同步轨道15年期间太阳吸收率性能退化模拟数据,与已有的飞行试验数据进行对比研究,取得满意的结果。     

载人航天的热真空试验

据对国外情况的调研,讨论了载人航天热真空试验的特点与试验目的,提出了三类15项试验项目;讨论了载人航天器整体热真空试验的必要性,提出了分别进行舱外与舱内环境下的单舱或联舱试验的建议;分析了载人航天器热真空试验的特点与应用,提出了在卫星用试验设备上附加航天员所需专门装置,满足试验需要的设想。     

低成本航天器研制模式研究

正近年来,国内外宇航技术发展越来越快,用户对卫星重访周期等指标要求越来越高。同时,随着集成电路、软件工程技术等新型技术的迅猛发展和快速更新,对利用航天器进行在轨飞行验证的周期和成本提出了更高要求。低成本航天器凭借低成本、可批量生产、高效率等优势得到越来越多用户的青睐与重视,市场需求巨大。本文将在分析低成本航天器国内外研制现状和国内航天器传统研制模式的基础上,提出一种低成本航天器研制模式。     

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。     

航天器用可变发射率热控器件的研究进展

随着航天技术的发展,卫星的微型化对热控技术提出了挑战。可变发射率热控器件作为一种重要的航天器热控技术,对于航天器减小负载和体积,适应复杂多变的空间热环境具有重要的意义。基于热致变色技术的智能可变发射率热控器件可以根据环境温度实现智能热控,其结构简单,能最大限度地减小热控系统的体积和质量,是一种非常有潜力的航天器热控技术。概述了主动型和被动型两类可变发射率热控器件的基本原理和进展,并对钒氧化物基热致变色可变发射率热控器件的研究进展、存在问题予以了重点介绍,展望了未来航天器用可变发射率热控器件的发展趋势。     

日加紧研制工程试验卫星一Ⅶ

日加紧研制工程试验卫星一Ⅶ日本工程试验卫星一Ⅶ（ＥＴＳ一Ⅶ）拟于１９９７年发射。在未来的空间活动中，需要有向航天器运送补给、回收物资以及在空间组装航天器等新技术。ＥＴＳ－Ⅶ是为掌握这些技术，实施交会对接（ＲＶＤ）试验、空间用机器人（ＲＢＴ）试验而研制...     

空间推进与电源轻量化的进展

推进与电源是构成航天器平台的两个重要服务系统，这两个系统都包含有机械部件和少量的活动部件。在小型科学技术试验卫星和深空探测器等小型航天器中，这两个系统的重量一般占航天器总重的６０％以上，研制成本占总成本的３０％。因此，在航天器轻量化和低成本化的过程中...     

一种兼顾不同轨道姿态的卫星热控优化设计方法

分析了传统卫星的热控设计方案,提出一种能够同时满足太阳同步轨道和倾斜轨道条件的卫星热设计优化方法.基于该优化方法对某卫星在两种轨道条件下进行了热仿真分析,并对太阳同步轨道条件下的卫星进行热平衡试验和在轨验证.研究结果表明,采用该优化方法可减少倾斜轨道条件下卫星热设计的地面试验验证,缩短卫星研制周期并显著节约成本.研究结果可为卫星热控设计优化提供参考.      

航天器分离面物理嵌合机理及防护方案

在某航天器研制过程中,发现了分离面镀膜后因非冷焊因素导致不能分离的现象。为探究该现象的产生机理、影响因素和防护方案,将铝合金试片表面分别进行不处理、本色阳极氧化处理、涂覆二硫化钼处理、光亮镀金处理和光亮阳极氧化处理后,两两配合加压,高真空条件下静置一段时间后,在常温常压条件下进行分离试验,如果试片未分离,重新采用新试片在变温常压条件下静置一段时间后,进行分离试验,分析各试片表面形貌变化和元素转移等情况。试验发现未分离试片因对接面上存在大量细小的凹凸纹路彼此机械咬合引起不能分离,试片镀膜硬度和表面粗糙度是产生物理嵌合的直接原因。从而,提出了航天器无相对运动的分离面需选用硬度较大、粗糙程度较低镀层的防护措施,并通过试验进行了验证。     

基于指数回归模型的可靠性综合评价方法初探

针对我国军工产品在研制过程中由于投试样品相对较少、可靠性信息量不足这一问题,通过引入环境应力严酷程度因子,环境应力综合因子以及产品技术状态因子,利用指数回归模型,建立了多因素多元回归的可靠性综合评价方法,实现了基于性能试验,环境试验及可靠性试验的产品可靠性综合评价.该方法避免了不同环境条件下寿命数据的折合过程,而通过对回归系数的求解给出可靠性指标的估计,与经典的变环境变母体的可靠性综合评价方法有所差别.     

Characteristics of the soil-like substrates produced with a novel technique combining aerobic fermentation and earthworm treatment

The soil-like substrate (SLS) technique is key for improving the closure of bioregenerative life support system (BLSS) by recycling the inedible biomass of higher plants. In this study, a novel SLS technique (NSLST) was proposed: aerobic fermentations at 35 °C for 1 day, then 60 °C for 6 days, finally 30 °C for 3 days, followed by earthworm treatment for 70 days. Comparing with the original SLS technique (OSLST), its process cycle was 13 days shorter, and the dry weight loss rate (81.1%) was improved by 24.77%. The cellulose and lignin degradation rates were 96.6% and 94.6%. The concentrations of available N, P and K in mature SLS were respectively 776.1 mg/L, 348.0 mg/L and 7943.0 mg/L. Low CH₄ and NH₃ production was observed, but no accumulation. According to the seed germination test, the SLSs were feasible for plant growth. This investigation will provide a preliminary foundation for BLSS design.     

基于人体模型的舱外航天服热系统分析与计算

分析了舱外航天服空间换热的特点,对"空间环境-舱外航天服-人体"热系统进行了传热分析,利用Visual C++ 6.0及OpenGL技术进行了三维人体模型的构造,对人体体表温度的计算结果进行了三维图形显示.结合人体热调节模型建立了"空间环境-舱外航天服-人体"热系统仿真技术,分析了航天员在不同代谢模式、被动热防护状态及液冷、通风系统控制情况下的热状态,确定了各代谢活动水平下航天员达到舒适状态时液冷、通风系统的工作条件,利用暖体假人试验结果对系统仿真进行了验证,结果表明二者吻合很好,本项目具有很好的工程应用价值.      

栅格翼展开等效试验方法研究

为了在运载器真实飞行前对栅格翼展开过程和系统力学性能进行考核,针对现有模拟试验方法不能有效模拟飞行工况栅格翼在气动力作用下展开过程及该过程对壳体和栅格翼的冲击的问题提出了一种等效试验方法,试验结果表明具有很好的可行性和有效性,为后续类似试验提供了有益的参考。     

栅格翼展开等效试验方法研究

为了在运载器真实飞行前对栅格翼展开过程和系统力学性能进行考核，针对现有模拟试验方法不能有效模拟飞行工况栅格翼在气动力作用下展开过程及该过程对壳体和栅格翼的冲击的问题提出了一种等效试验方法，试验结果表明具有很好的可行性和有效性，为后续类似试验提供了有益的参考。     

一种多点拖车式落锤弯沉仪设计

介绍一种多点拖车式落锤弯沉仪（简称FWD）。阐述其系统构成、工作原理及关键技术。通过性能试验表明： 荷载与弯沉的重复性均小于2%,性能稳定可靠,满足技术要求;在相同的测试条件下,FWD与贝克曼梁两者之间具有良好的线性相关性,可以通过公式进行转化,为ＦＷＤ在路面检测中的普及应用提供了依据。     

翼伞充气过程的流固耦合方法数值仿真

为研究冲压式翼伞折叠充气过程的流固耦合动力学特性，基于自由曲面变形理论建立了多气室冲压翼伞的展向折叠模型。流体域通过时步更新技术实现了随伞载系统运动，采用任意拉格朗日-欧拉（ALE）方法开展了翼伞非定常充气展开过程的非线性动力学数值计算，数值计算结果与空投试验结果具有较好的一致性。深入分析了翼伞充气过程中的三维外形及非定常流场分布情况，表明翼伞充气过程由于翼尖涡绕流，存在“翼尖上翘，中部凹陷”的翼伞尾流再附现象；各气室的充气规律关于中央气室对称；分析了翼伞气动特性的动态变化规律，充满后翼伞滑翔比稳定在2.24。上述研究为翼伞设计及开伞性能预测提供了一定的理论依据。      

激波风洞7°尖锥边界层转捩实验研究

高超声速边界层转捩对摩阻、传热等有重要影响，飞行器的研制迫切希望能精确预测和控制边界层转捩。在JF8A激波风洞中开展了7°半锥角的高超声速尖锥边界层转捩实验研究，利用响应频率达到1 MHz量级的高频压力传感器对尖锥壁面脉动压力进行了测量，并结合热流测量结果，研究了高超声速尖锥边界层中扰动波的发展过程。实验结果表明:JF8A激波风洞在雷诺数为6.4×106/m状态下核心流的自由流噪声为2.8%；高频脉动压力测量技术能清晰地捕捉转捩过程中的第二模态波及其发展历程，试验状态下模型的第二模态波频率范围为165~206 kHz。当前研究结果能够为高超声速数值方法验证提供数据支撑。      

基于分布式激励的多激励源联合控制试验方法

针对高速飞行器运行过程中经受的振动环境复杂而现有的振动试验技术无法对其进行充分的振动耐久性考核的问题,提出了一种压电元件、振动台、激振器联合控制的振动试验技术.该方法将激振器、振动台安放在结构刚性较大的骨架位置以提供集中力,压电元件则分布黏贴于结构刚性较小的柔性部位以提供分布式激振力.分析了高速飞行器运行过程中的振动环境特点以及这些环境对高速飞行器产生失效的影响,并基于对压电元件材料以及激励特性的研究,分析了压电元件作为耐久性振动试验分布式激励源的可行性,最后组建完成一套集成压电元件、振动台、激振器三种激励源的试验演示系统并开展试验研究.试验结果显示,应用该方法可控制结构柔性部位上一点的振动量级达到20.8g,表明了该技术的科学性以及巨大的工程应用潜力.     

Collapsing magnetic trap as accelerator of electrons in solar flares

A collapsing trap in the cusp topology of solar flares is simulated using a 2D MHD model. Then in this collapsing trap trajectories of test electrons and their acceleration are studied in detail. In the model we use the test particle technique with the guiding centre approximation including also collisional losses and scattering of test electrons. Computing the X-ray emission of the accelerated electrons it is shown that the acceleration process in the collapsing trap easily explains the formation of observed loop-top X-ray sources.