深空探测WIFI分离监视相机锁紧释放机构研制

文章提出了一种基于热刀切割UHMWPE绳的轻小型锁紧释放机构,质量仅为150g,高度只有27mm,用于拍摄“天问一号”着陆器与巡视器合影。设计卡爪装置对WIFI相机进行卡紧固定,采用UHMWPE绳对卡爪装置进行捆绑紧固,设计绳索预紧和收紧装置实现绳索拉紧,通过热刀组件熔断UHMWPE绳实现WIFI相机释放。为验证机构可靠性和对复杂空间环境适应性,开展了UHMWPE绳蠕变测试、抗辐照试验、机构解锁测试、力学试验等专项测试,结果表明该锁紧释放机构能够稳定锁紧和释放分离相机,具有体积小、质量轻、耐辐照、高可靠等特点。     

小型、快速SMA空间解锁机构的设计与试验研究

航天器上需要解锁机构完成结构的分离任务,目前广泛采用的火工品螺栓存在安全和冲击等问题,因此其应用在某些场合受到限制。以太阳板二次展开的解锁为例,本文利用形状记忆合金(SMA)的记忆特性发展了小型、快速SMA空间解锁机构;选用Liang\|Rogers本构模型,对解锁机构的核心部分-驱动器进行了设计;完成了解锁机构的样机研制和调试,进行了地面展开试验测试。研究结果表明：利用28V星载电源,研制的SMA空间解锁机构在0.1s内实现了解锁分离。新型SMA解锁机构安装体积小,解锁速度快,能够满足多个解锁机构同时使用的同步性要求,有很大的工程应用潜力。     

某卫星大型天线真空低温展开试验

文章采用试验件主动控温的方法,完成了某卫星大型天线常压低温展开试验,对天线进行了展开控制和结构应变及展开阻力矩的测试,试验结果验证了天线在空间复杂温度环境中成功解锁、展开和锁定的能力,为大型空间展开机构的地面试验积累了经验。     

大口径反射镜组件发射段环境的防振设计

主反射镜组件力学性能是相机结构设计的重点。文章介绍了反射镜组件的基本构型,分析了采用Bipod支撑结构的反射镜组件振动抑制的必要性。基于阻尼受迫振动模型微分方程,分析了频率比、阻尼比对随机振动传递率的影响,根据分析结果选择增大阻尼比作为反射镜组件振动抑制方案。对某1.8m口径反射镜组件进行了抑振设计,利用MSC Nastran软件进行了动力学分析,仿真结果显示,抑振后反射镜动力学响应值及振动应力有较大降低,证明抑振设计有效。文章设计的振动抑制解决方案也可为空间遥感器其他部组件的振动抑制设计提供借鉴。     

空间红外遥感相机制冷机微振动对MTF影响分析

空间红外遥感相机内部活动部件微振动载荷会引起相机光学元件产生刚体位移和面形变化,从而影响相机的在轨光学成像品质。文章基于某空间红外遥感相机内部扰振源的测试结果,建立了适用于微振动分析的相机精细有限元模型,经分析计算,确定了基于Zernike多项式曲面拟合和调制传递函数(MTF)分析的方法和流程;最后结合某空间红外遥感相机进行MTF影响分析,结果显示制冷机微振动对该相机MTF影响在工程可接受的范围内。     

自锁式形状记忆合金馈源锁紧机构

提出了一种形状记忆合金（Shape memory alloy, SMA）丝驱动的自锁式馈源组件锁紧机构。该锁紧机构利用自锁原理实现锁紧,采用双路冗余的SMA丝实现解锁。为校验该锁紧机构的功能及性能,完成了原型机的生产,并开展了锁紧试验、电性能试验和高温环境试验。结果表明,该机构在1700N的载荷下仍能保证可靠自锁,在2.5~4.0A电流下均可正常工作,对应的解锁时间为15.8~4.2s,功耗为140 ~95J,此外,机构能在小于92℃的高温环境下正常工作。基于上述试验结果,该机构具有突出的锁紧性能、宽松的工作电流范围以及良好的高温性能,在空间旋转结构的锁紧方面具有非常大的工程应用潜力。     

发射主动段空间相机隔振技术研究

由光机和光电组件组成的空间相机对发射过程中力学环境的适应能力极为有限。为了提高空间相机发射主动段的适应能力,文章依据单自由度被动式隔振系统理论,针对相机的正弦振动和随机振动环境力学条件,设计了一种阻尼橡胶隔振器。计算分析和振动试验结果显示隔振器的减振效率接近50%,能够将随机振动过程中相机内部结构的加速度均方根值响应衰减至减振前的1/10,并最终保证在10gn左右,达到了相机材料及结构所容许的动力学条件要求,充分验证了隔振器的减振效果。文章针对相机的隔振技术应用及隔振设计方法,对于具有类似结构形式或布局形式的空间有效载荷的减振设计具有实用的参考价值。     

“高分四号”卫星凝视相机的技术特点

"高分四号"卫星凝视相机具有高时间分辨率、较高空间分辨率和较大成像幅宽的特点。它包含可见光近红外(VNIR)通道和中波红外(MWIR)通道,VNIR通道有5个谱段,MWIR通道有1个谱段,具备昼夜成像能力。相机光学系统为折反射系统,采用分色片实现VNIR与MWIR谱段分离,利用旋转滤光轮将入射VNIR辐射分成5个谱段。VNIR焦面组件采用全局电子快门CMOS面阵探测器;MWIR焦面采用HgCdTe面阵探测器,由脉冲管制冷机制冷到80K。MWIR谱段采用两个黑体进行星上定标。基于用户需求和地球静止轨道环境开展了相机与卫星平台一体化设计、光学系统力学和热学稳定性设计、微振动抑制设计、活动机构长寿命高可靠性设计。     

空间相机定标机构退出装置设计

针对星载空间相机定标机构卡滞在光路里会引起相机成像功能的损失问题,设计了一种退出装置,采用记忆合金驱动器带动离合器分离齿轮和负载轴,排除电机和控制电路的故障;退出驱动源选用卷簧,独立于负载轴支撑,借助记忆合金致动器触发卷簧动作。经ADAMS软件运动仿真和退出试验,验证了该退出装置无运动干涉,能够实现退出功能。结果表明:退出装置的驱动力矩达到电机传递给负载轴力矩的2.3倍,可以解决定标机构的电机、控制电路失效以及摩擦力矩上升至超过电机驱动能力引起的卡滞问题,并且质量较冗余设计节省32%。     

空间可重复展收套筒式伸展机构技术

针对现有的绳系套筒式伸展机构无法实现在轨逐步展开、可重复展收的难点，根据现有套筒式伸展机构的设计理念，提出了一种绳索传动、内置弹簧销锁定兼具低质量与高刚度的空间可重复展收套筒式伸展机构。通过对伸展机构的核心技术——锁定与解锁方式的研究进展进行综述，归纳出了内置弹簧销锁定、外置弹簧销锁定、内置摆杆锁定和外置摆杆锁定四种锁定方式，不同的锁定方式分别与螺纹传动、绳索传动这两种展开方式结合，产生了目前大多数类型的空间套筒式伸展机构。套筒式伸展机构正向着高刚度、低质量、可重复展收、高可靠性的方向发展，通过改进锁定方式提高锁定刚度并适应绳索驱动下套筒重复展收是当前研究的热点。但该套筒式伸展机构仍然存在相邻套筒的直径差较大、收展机构复杂、移动副较多，容易产生卡滞等问题，需要后续进一步改进。     

长征二号F火箭逃逸系统整流罩装配技术

针对长征二号F火箭逃逸整流罩纵向连接结构及解锁系统的技术要求,从整流罩各部段的对接桁、解锁接头的装配质量及精度入手,通过装配工装,增加过程控制,消除各部段的铆接变形,提高装配质量与精度及协调性。改进解锁机构的装配工艺,减小解锁机构的摩擦力,确保逃逸系统整流罩的同步解锁。     

System design and examination of spaceborne microwave rain-scatterometer

The remote sensing of precipitation, especially rain by the spaceborne weather radar is an important subject which has not been realized. The system design and examination of the spaceborne weather radar which is called as the spaceborne microwave rain-scatterometer are performed by considering user's requirements to observe rain, the restrictions derived from the interface with satellite and the state of the art and the possibility of spaceborne microwave technology. Characteristic parameters for spaceborne microwave rain-scatterometer are determined based on the user's requirements for the system. Functions and performances of each subsystem (antenna, transmitters, receivers and data transmission processor) with the detailed block diagram of the total system of spaceborne microwave rain-scatterometer are shown. All of the critical items of hardware in the development of spaceborne microwave rain-scatterometer are also discussed.     

星载复杂组件随机振动试验载荷设计方法改进

针对现有的复杂组件随机振动试验载荷设计方法在某些加载方向常给出远大于实际数值的载荷预示,而难以满足组件研制单位的载荷裁剪需求的问题,文章提出了一种改进的载荷设计方法,将随机激励功率谱密度描述为关于组件质量的系数含待定参数的分式函数,并利用总均方根加速度实测值确定待定参数。对比了改进方法与两种现有方法对典型组件随机振动载荷的预示精度。结果表明,改进方法可以显著降低预示误差,从而为星载复杂组件结构与机构优化设计提供合理的约束条件。     

Design and experimental studies on ceramic port cover for dual pulse motor

Material and definition of dome-shaped ceramic port cover contour is presented. Two types of ceramic port covers with equal thickness and variable thickness structures are proposed. A group of cold-flow tests was carried out on a reusable dual pulse motor in which the performances of different port covers including sealing, first-pulse pressure bearing and second-pulse broken pressure were experimentally studied. A solid dual pulse motor for hot-firing test was designed, manufactured and statically tested. The feasibility of proposed bulkhead with ceramic port cover employed on actual solid dual pulse motor was proved. It is found that dome-shaped port cover made from machinable glass ceramic withstands a high pressure on its convex side, but is prone to fragmentation while imposing a reasonably low pressure on its concave side. The peripherally thickened port cover that is more robust in machining and assembly process is recommended. Grooves milled on the port cover induce fragmentation and are helpful to produce regular broken aperture shape. The bulkhead assembly consists of retaining ring, port cover and supporting ring can well fulfill the requirements of port cover in fixing, preloading and sealing. The broken fragments are less likely to damage the insulation structures of the combustion chamber and the nozzle unit which had been validated in the test.     

Review on Shaker Systems in Launch Vehicle and Spacecraft Development

In the history of human space exploration, many failures of launch vehicles and spacecraft tare caused by vibration. At first, the periods in which the space products are in a vibration environment are discussed and the need for vibration testing is then introduced. As the main content of this paper, the current situation of shaker systems is elaborated in detail. In this part, electrodynamic shakers, as the most widely used vibration generators, are illustrated in detail including structures, principles and performances. Special inventions worldwide in the development of electrodynamic shakers such as induction ring shakers, high force shakers, multi-axial vibration testing systems and combined environmental testing systems are presented. At last, the recent progress and outlook of shaker systems are summarized.     

TDICCD相机安装精度对系统调制传递函数的影响

论述了对TDICCD相机安装精度导致调制传递函数（MTF）下降的机理,定量分析了TDICCD相机安装精度对MTF的影响程度,并分析了TDICCD相机安装精度与卫星飞行姿态的耦合效应对MTF的影响。文章的分析方法,可为合理确定TDICCD相机的安装精度指标提供理论分析的依据。     

一种导电塑料膜电位器辐照试验研究

导电塑料膜电位器是一种空间应用较为广泛的测角装置,但国内空间应用经验较少。尤其是针对其空间耐辐照特性还没有开展过相关试验研究,这是该种电位器能否用于空间长寿命机构中的核心问题之一。文章给出了针对电位器进行辐照试验的试验方法和原理,并对电位器辐照前后的性能进行了对比。试验结果表明该电位器的辐照性能满足型号需求,为其后续应用于空间长寿命机构提供了参考。     

星载局域网的千兆光以太网卡设计

星载局域网可以满足空间站等复杂航天器系统高速、海量传输数据的需要。采用光纤以太网作为星载局域网具有多方面的优势。为了以光信号在以太网上传输星载设备间的数据,航天器需要配置相应的光以太网卡。文章介绍了光以太网卡的硬件设计原理、器件选用、印制电路板设计及其测试方法。     

星载GPS接收机RAIM算法性能及参数影响分析

为提高星载GPS接收机的故障鉴别与故障隔离能力,研究了星载接收机自主完好性监测(RAIM)算法的性能,以及参数选取对性能的影响;给出了RAIM算法的可用性及RAIM算法应用的可靠性衡量指标,并推导了内、外灵敏度的计算方法。设计了2种适合于高动态在轨应用环境的参数场景,并基于这2种场景,利用在轨数据分析了性能之间的相互制约关系及不同参数对性能的影响。仿真结果表明:若定位告警门限取300m,可以保证90%的RAIM算法可用性;对于20m的测量误差,能够保证80%的检测概率。将不同性能与先验参数的影响关系具体化,可为不同环境、背景下RAIM算法在工程应用中的参数选取及性能评估提供参考。     

航天器超静平台作动器发展及其关键技术综述

星载有效载荷的灵敏度和有关性能指标的提高对航天器控制系统的精度和稳定度提出越来越高的要求.具有隔振、抑振及精确指向功能的航天器超静平台得到广泛关注.超静平台作动器作为实现平台功能的核心执行部件,其质量优劣决定了平台的性能、可靠性和使用寿命.文章综述国内外不同种类超静平台作动器的性能特点、应用背景及技术发展概况,归纳总结...