航天器单机级环境可靠性试验

航天器电子设备是由一台台单机组成,单机的可靠性与航天器系统可靠性有更为直接的关系。为此,应把重点放在解决单机可靠性问题。航天器单机可靠性试验方法主要是“试验-改进-再试验”模式；试验体系分为试验条件制定、试验和故障分析；建立一系列环境可靠性试验平台,进行单机产品环境可靠性试验方法研究；为将来进行单机环境可靠性试验提供建议。     

空空导弹综合环境可靠性试验剖面研究

为有效地进行空空导弹综合环境可靠性试验，根据试验剖面真实性、合理性和典型性的要求，确定导弹挂飞为主要试验阶段。研究了地面和空中两种试验环境中温度应力、振动应力、电应力和湿度等环境参数的确定，并给出了相应的原则或计算公式。最后讨论了试验剖面设计中循环及小周期确定、采用多个试验剖面等其他问题。     

振动试验中力限控制技术

文章阐述了在地面模拟航天器经历的力学环境时,应充分合理地考核航天器的结构；回顾了国内外解决振动试验中过试验问题的方法；全面介绍了振动试验中的力限控制技术。该技术是利用加速度控制的同时,通过限制振动试验中受试产品与工装连接面作用力的大小,来避免振动试验中的过试验问题。     

星用外露电缆线环境应力筛选(ESS)试验技术

为考察航天器外露电缆能否承受低于-140 ℃的温度,特别是温差近200 ℃的温度冲击,进行了星用外露电缆线的环境应力筛选（ESS）试验工作。针对此次试验任务紧的特点研制了功能齐全的具有温度冷、热冲击的基本功能、并可实现温度测量和数据采集自动控制、具备报警功能的专用设备。试验结果表明:该设备运行可靠,并且节省了70%的试验时间和80%的试验费用。     

某航天器电子设备减振设计与试验验证

某航天器回收系统电子设备在发射过程会经受大量级的随机振动,因此需对其进行减振设计。首先建立电子设备-减振器的减振系统动力学模型,给出减振器的刚度和阻尼特性测量方法和减振系统减振效果的预估方法;然后设计了一种内部填充聚氨酯棒的钢丝绳减振器,通过扫频试验对其刚度和阻尼特性进行测量,并根据所建立的动力学模型预估减振系统的减振性能;最后根据实际飞行环境条件对减振系统进行随机振动试验,结果表明该减振系统性能的预估结果与试验结果具有较好的一致性。以上方法可用于指导后续型号的电子设备减振系统设计。     

关于航天器产品研制试验的思考

研制试验是航天器产品3大类试验之一,是提高产品固有可靠性的重要手段。随着对航天器产品在轨可靠、稳定运行要求的不断提升,研制试验的重要性进一步凸显。但是由于认识上的不足,使得研制试验在实际执行过程中存在一些偏差。文章结合航天器产品研制试验的现状和需求,对与研制试验相关的几个概念进行解读,对研制试验存在的问题进行分析,并利用典型案例说明研制试验在提高产品固有可靠性方面的独特作用,以期为正确认识航天器产品研制试验,并合理策划、有效开展研制试验提供借鉴。     

介质载荷对输送管路振动响应的影响

航天器推进剂的输送管路在飞行过程中承受了低温、内压及振动等复合载荷的作用,因此对管路的结构疲劳及振动特性的分析研究是航天器研制阶段的重点之一。为了研究多种介质载荷综合施加的影响,文章分析了无介质载荷、内压载荷、低温-内压-附加质量综合介质载荷等3种条件下输送管路结构的振动响应特性,获得了3种介质载荷对薄壁轻质管路的影响规律,便于指导开展以后的航天器输送管路地面验证试验。     

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。     

某航天器天线声振组合环境试验与单项环境试验对比研究

由于受地面试验技术条件的限制,目前用单项噪声或振动环境试验来模拟航天器发射及飞行过程经历的声振复合环境。文章以某航天器天线为对象,开展了声与振组合环境试验与单独噪声、单独随机振动试验的对比分析:对于该航天器天线,单独噪声试验在低频区域激励效应较差;单独振动试验则在高频部分存在结构响应衰减;声振组合试验由于耦合效应对结构高频段的响应产生抑制,使得高频部分的响应被削弱。     

振动消除应力技术应用研究

分析并讨论了振动消除应力技术的基本原理,通过振动消除应力与传统的热处理时效工艺的对比工艺试验,验证了振动消除应力在铝合金零件加工中的消除应力控制变形的有效性,对于高强铝合金小型薄壁结构件和大型结构件,效果优于热处理时效消除应力,并给出了振动消除应力技术在航天器大型铸件、精密零部件、大型零部件加工中的应用实例。     

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.     

国外航天器电子系统的几个重要发展趋势

首先,界定了所讨论的航天器电子系统的范畴,即限于航天器平台或公共服务模块部分的电子设备。然后,从分布式模块化结构电子系统发展、工业标准体系的应用、空间电子单机与元器件先进制造技术影响和数字化设备应用等方面,综述了国外航天器电子系统技术十余年的发展成果和趋势,其中重视系统体系结构研究、工业标准向空间技术领域推广等经验值得借鉴。     

航天器热平衡试验方法国内外标准比较分析

航天器环境试验中的热平衡试验是航天器研制过程中必不可少的试验项目和重要程序。GB/T 34515—2017《航天器热平衡试验方法》的编制借鉴国外航天器环境试验最新技术成果，同时将国内航天器热平衡试验工程经验加以总结和提炼，涵盖各试验单位在实践中普遍运用的试验方法，标准条款具有较强的实用性。文章将该标准与相关的国外标准进行对比分析，明确国内外标准的异同，以期为该标准的实施应用和推广提供参考。     

航天产品环境试验技术体系现状分析与发展建议

文章回顾了我国航天产品环境试验发展历程,较系统地梳理了航天产品环境试验技术体系,分析了国内外航天产品环境试验技术体系现状,重点进行了与国外差距的分析,提出了发展思路和建议。     

电子设备射流送风冷却特性试验研究

射流送风是载人航天器密封舱内电子设备冷却的一种有效方式,具有简单可靠、系统质量轻、换热系数大等优点.文章对中国载人航天器密封舱内2台大功耗电子设备射流送风冷却特性进行了试验研究,分析了射流风量、送风孔数、表面状态对设备平衡温度的影响.利用不超过0.4m3/min的风量,可将热流密度为315.8W/m2的设备温度控制在5...     

Development of multi-functional composite structures with embedded electronics for space application

Conventional spacecraft structural function has been limited to supporting loads and mounting avionics only. In contrast, the technology of ‘multi-functional structures’ can integrate thermal and electronic functions into the spacecraft’s inherent load-bearing capability. In addition, sufficient radiation shielding effectiveness can be provided for the anticipated mission environment. Utilizing this concept, the ratio of electrical functionality to spacecraft volume can be dramatically increased and significant mass savings can be obtained. In this paper, spacecraft electronics are miniaturized using advanced IT applications such as flexible circuitry, miniaturized components, featherweight connectors, and so on, that they can be easily embedded within a structural panel. A sandwich structural panel consists of an aluminum honeycomb core and lightweight CFRP facesheets. Integration of electronics is implemented within the panel by mounting electronics on a multi-layered composite enclosure with multi-materials. This composite enclosure provides a load-bearing, effective thermal conduction, radiation shielding capabilities and an available space for embedding electronics. A series of environmental tests and analyses is carried out to demonstrate that the flight hardware is qualified for the expected mission environments. This approach will be utilized for the advanced small satellite ‘STSAT-3’ to validate the multi-functional structures concept.     

一种航天器热平衡试验温度稳定判据确定方法

针对典型航天器热控设计与传热过程特点,建立了设备与舱体动态耦合换热集总参数模型。提出了一种基于热时间常数的航天器热平衡试验温度稳定判据确定方法,给出了双节点耦合换热型航天器系统的热时间常数定义,建立了热平衡温差与温度变化率的对应关系。提出了基于Levenberg-Marquardt最小二乘法温度曲线拟合的热时间常数实时修正方法,该实时修正方法可用于多节点耦合换热航天器热平衡温度稳定判据确定。讨论了目前广泛采用的航天器热平衡试验温度稳定判据的适用性,研究结果可用于指导航天器热平衡试验中温度稳定判据确定。     

利用航天器分舱段振动试验数据获取整器响应的方法

未来大型组合体航天器振动试验可能难以在现有设备上进行,需要进行分舱考核。文章针对此问题开展了利用分舱段振动试验获取整器响应的方法研究。提出的方法为:根据不同界面下模态的映射关系,利用单舱段的振动试验数据辨识出舱段的两端固支模态;采用模态综合技术计算出整器组合体模态参数,拟合出结构的加速度响应传递函数;结合整器的加速度试验条件可以给出整器的试验响应曲线。仿真验证结果表明该方法合理可行,具有工程应用价值。     

一种开放式模块化星载综合电子系统的设计与实现

为了提升卫星综合电子系统的标准化、通用化设计能力以及智能化、网络化应用水平,本文提出并设计了一种开放式模块化星载综合电子系统,通过了工程型号的实际应用验证。该综合电子系统以层次化的总线体系结构以及通用化的硬件模块、软件构件为基础构建形成一套标准服务功能包,能够根据不同的任务场景按需选装所需的功能单元,显著提升综合电子系统的货架式集成组装研制能力,同时借助统一的信息通信服务网络和软硬件基础组件,为综合电子系统的模块化升级扩展、设备级的功能重构与重组、系统级的故障容忍和恢复能力奠定了坚实的基础,为实现航天器整体的高质量、高效率、效益研制与运行提供了有力的技术支撑。     

航天器AIT模型与试验有效性评估方法

在航天器的研制过程中,根据试验验证要求,需要研制各阶段AIT模型并进行大量各类试验。ESA从1999年开始研究航天器AIT模型和试验有效性评估方法,并开发了MATED应用软件,从2006年开始投入其航天器研制的应用,成效非常明显,降低了航天器AIT成本、加快了研制进度,而且确保航天器的在轨可靠性。文章对ESA的航天器AIT模型和试验有效性评估方法及其应用作跟踪研究,并就我国航天器AIT工作提出开展模型和试验有效性研究的建议。