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航天器多功能结构传热特性的实验研究(英文)

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宇航学报 2010年第6期31卷 1656-1660页

作者：刘双张博明哈尔滨工业大学复合材料研究所哈尔滨150080

针对航天器结构高性能、轻质化和集成化的发展要求,设计了集电路控制,热管理功能和结构承载功能于一体的多功能结构。此种结构分别采用柔性电路板控制热仿真多芯片模块,作为多功能结构的热源;碳碳材料作为热倍增器;复合材料蒙皮和金属... 详细信息

针对航天器结构高性能、轻质化和集成化的发展要求,设计了集电路控制,热管理功能和结构承载功能于一体的多功能结构。此种结构分别采用柔性电路板控制热仿真多芯片模块,作为多功能结构的热源;碳碳材料作为热倍增器;复合材料蒙皮和金属泡沫芯子的夹层结构作为承载结构,实现了结构和功能的集成。同时,为了研究多功能结构的传热特性,进行了热真空实验,实验测量了热流密度和温度梯度。结果表明这种新型的结构可以消散飞行器多芯片模块产生的热量,碳碳热倍增提供了一种减小温度梯度的新方法,同时这种多功能结构减少了结构的体积,降低了结构的质量。

关键词：航天器多功能结构传热热管理温度梯度金属泡沫

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航天器多功能结构的研究现状及其应用前景

宇航学报 2007年第2期28卷 493-497页

作者：张博明刘双哈尔滨工业大学复合材料研究所哈尔滨150001

减轻航天器的质量是21世纪航空航天技术发展的战略目标之一,发展多功能结构是实现轻质化,降低成本的重要技术手段且为航天器的设计提供了一种新的方法。多功能结构的核心是传统的机箱、电缆和连接器被柔性系统取代,印制配线板等航空电... 详细信息

减轻航天器的质量是21世纪航空航天技术发展的战略目标之一,发展多功能结构是实现轻质化,降低成本的重要技术手段且为航天器的设计提供了一种新的方法。多功能结构的核心是传统的机箱、电缆和连接器被柔性系统取代,印制配线板等航空电子设备被缩减为多芯片模块,并运用协作工程学的方法,把电的功能和热控制功能集成到航天器的壁(板)结构中。本文对国外先进复合材料多功能结构的研究现状进行了总结和评述,阐述了多功能结构的概念,基本组成以及各种类型多功能结构的特点及适用范围,并对复合材料多功能结构的应用前景和有待解决的问题进行了讨论。

关键词：航天器多功能结构多芯片模块协作工程学

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多功能结构的支撑技术

机械科学与技术 2004年第6期23卷 658-662页

作者：侯悦民季林红金德闻清华大学精密仪器和机械学系北京100084

多功能结构是航天产品前沿技术。本文首先介绍多功能结构的概念 ,然后讨论多功能结构的支撑技术 ,包括理想材料的分析、设计方法、理想材料零件的设计和制造方法、微电子元件的构型优化以及多功能结构设计方法。针对多功能结构设计 ,提... 详细信息

多功能结构是航天产品前沿技术。本文首先介绍多功能结构的概念 ,然后讨论多功能结构的支撑技术 ,包括理想材料的分析、设计方法、理想材料零件的设计和制造方法、微电子元件的构型优化以及多功能结构设计方法。针对多功能结构设计 ,提出功能驱动的设计框架 ,及基于博弈论的设计方程。

关键词：多功能结构设计的材料均匀化方法直接金属熔积设计方程博弈论

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多功能结构在固体火箭上的应用分析

导弹与航天运载技术 2013年第4期 38-42页

作者：曹莉介党阳熊楚杨徐嘉北京宇航系统工程研究所北京100076

为实现固体火箭轻质化设计,采用传统机械结构优化的方法能力十分有限。多功能结构优化设计方法,由于采用机、电、热一体化的系统工程级设计思路,为提升火箭整体性能开辟了一个全新的方向。介绍多功能结构设计方法及思路,结合一种新型箭... 详细信息

为实现固体火箭轻质化设计,采用传统机械结构优化的方法能力十分有限。多功能结构优化设计方法,由于采用机、电、热一体化的系统工程级设计思路,为提升火箭整体性能开辟了一个全新的方向。介绍多功能结构设计方法及思路,结合一种新型箭载记录设备原型样机的研制,对多功能结构在固体火箭领域应用的前景进行深入探讨。

关键词：多功能结构火箭系统优化

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多功能结构在行星探测器中的应用

多功能结构在行星探测器中的应用

作者：程延礼哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

多功能结构技术是在现代小卫星技术飞速发展的情况下,而兴起的一种新的深空探测器设计方法。该技术由Lockheed Martin Astronautics率先提出,其设计思路是将卫星电子系统及其热控制全部集成到卫星结构壁板之中。采用该方法,取消了传统... 详细信息

多功能结构技术是在现代小卫星技术飞速发展的情况下,而兴起的一种新的深空探测器设计方法。该技术由Lockheed Martin Astronautics率先提出,其设计思路是将卫星电子系统及其热控制全部集成到卫星结构壁板之中。采用该方法,取消了传统设计所需要的大量电缆、连接器等部件,从而在很大程度上减小了探测器的体积、质量,增加了探测器的有效载荷。本文主要研究了多功能结构技术在深空探测器中的应用。本文首先从多功能结构的概念入手,简要介绍了多功能结构的几项关键技术:多芯片模块技术、先进复合材料技术、无电缆连接技术、高密度电子封装技术、MFS热管理技术。并结合课题“微小型行星探测器系统技术”的要求,提出本文的研究目标。本文重点研究了蜂窝结构在多功能结构中的应用。讨论了在蜂窝结构中开设埋孔的技术。进而从宏观力学、复合材料力学的角度,对蜂窝夹层结构进行了理论分析,得出了蜂窝结构等效参数的推导方法。考虑到在蜂窝结构板上开设埋孔会引起应力集中的现象,所以还进行了对复合材料板应力集中问题的理论分析,得出了“带圆孔的复合材料层板”应力集中系数的表达式。然后还对多功能结构热控制问题进行了简要的分析。仿真工作,主要分析了在多功能结构板上开设埋孔的应力集中情况。首先分析了“碳蒙皮铝蜂窝”结构板应力分布情况,选择埋孔的大概位置。然后对埋孔开设的应力集中情况进行了分析。研究了不同形状、不同尺寸的孔对应力集中的影响。考虑到可能会开设多个埋孔的情况,因而对开两个孔的情况作了特别的分析,研究了孔间距对应力集中的影响。本文主要对上述仿真的结论作了总结。本文最后对多功能结构模型的设计过程进行了简要的介绍。该模型是经过简化处理的MFS模型,而不是真正意义的多功能结构,但是通过该模型的设计,足以体现多功能的设计理念。

关键词：多功能结构蜂窝结构应力集中模型设计

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多功能结构系统设计及其MCM实现

多功能结构系统设计及其MCM实现

作者：尹鹏亮中北大学

学位级别：硕士

近年来随着航天技术的发展，航天测试领域弹箭内部的大量不规则结构、大规模体积块设备给飞行器的设计、组装、整理以及纠错带来了诸多困难。传统的飞行器中，各功能单元结构之间主要由大体积连接器与无数成捆电缆连接而成，这样使飞行... 详细信息

近年来随着航天技术的发展，航天测试领域弹箭内部的大量不规则结构、大规模体积块设备给飞行器的设计、组装、整理以及纠错带来了诸多困难。传统的飞行器中，各功能单元结构之间主要由大体积连接器与无数成捆电缆连接而成，这样使飞行器内部空间拮据，不仅限制了各功能块功能的减少，而且使得弹箭臃肿，带来很多不利因素。因此选择一种轻型化、小型化、高可靠性的设备是现代航天飞行器的一种发展方向。本文首先介绍了多功能测量系统的技术指标以及样机整体功能的设计与实现，其中包括对样机系统整体功能的分析、整体方案的设计（中心检测单元、控制测试单元的设计）、原型样机硬件电路的设计（数字量、模拟量的设计，总线接口模块的设计，）、逻辑控制模块的设计、电源模块的设计以及可靠性技术等几方面，全面论述概括了基于多功能测量系统样机的多芯片组件的设计方案及该集成电路的功能与特点，概述了集成电路的优势及适用范围，提出了多芯片模块的制作以及产品性能的验证试验，给出了多芯片组件的优化设计方案以及MFS多功能结构的设计与关键技术，主要包括了柔性电路层的设计、高密度总线互联技术、热控制技术、电磁兼容及电磁屏蔽优化技术以及可靠性与抗干扰技术。本文描述了基于多功能结构、厚膜集成电路、柔性电路板等众多新技术的新型测量系统设计，实现了系统微型化设计、微型系统热功耗设计，以及AD采集、GPIO口输入输出光耦的隔离、CAN总线隔离传输、LVDS接口、RS422信号差分传输等电器功能。通过原型样机与多功能机的外型、热控制性能、安装性能及维修性能及抗振动性能等的比较，验证了多功能结构技术的可靠性，并展示出样机在振动环境和高低温环境中的性能提升情况。测试与数据分析结果表明，系统信号传输性能稳定、可靠。

关键词：中心测试单元控制检测单元多功能结构柔性电路多芯片组件

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多功能结构在航天设备中的优化应用

火力与指挥控制 2010年第3期35卷 117-121页

作者：刘文怡李正岱张文栋中北大学电子测试技术国防科技重点实验室太原030051

介绍了多功能结构技术中多芯片组件技术(MCM)、柔性电路板、热功耗控制、高密度互联通路、电磁屏蔽、异形安装等几个关键技术,并以航天测试系统中典型设备为原型,采用上述新技术重新设计并研制出新样机。该样机在保证电路功能和原型设... 详细信息

介绍了多功能结构技术中多芯片组件技术(MCM)、柔性电路板、热功耗控制、高密度互联通路、电磁屏蔽、异形安装等几个关键技术,并以航天测试系统中典型设备为原型,采用上述新技术重新设计并研制出新样机。该样机在保证电路功能和原型设备一致的前提下,将质量缩减为原型机16%,体积也仅为原型设备的35%。并通过相关实验验证了多功能结构技术的优越性和可靠性,促进了MFS技术在国内航天领域的推广和发展。

关键词：多功能结构 FPC柔性电路厚膜集成电路航天器设计

航天器轻量化多功能结构设计与制造技术研究进展

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宇航材料工艺 2021年第4期51卷 10-22页

作者：雷红帅赵则昂郭晓岗陶然李营黄怿行赵天方岱宁北京理工大学先进结构技术研究院北京100081

轻质多功能结构是航天器装备实现轻量化的重要技术途径,本文针对航天器轻量化多功能结构设计与制造技术进行概述,重点介绍了高承载三维点阵结构、热变形稳定结构、智能折展结构、分离解锁结构、电磁隐身结构、以及复合材料新型连接技术... 详细信息

轻质多功能结构是航天器装备实现轻量化的重要技术途径,本文针对航天器轻量化多功能结构设计与制造技术进行概述,重点介绍了高承载三维点阵结构、热变形稳定结构、智能折展结构、分离解锁结构、电磁隐身结构、以及复合材料新型连接技术等方面的现状及发展趋势,浅析了航天器装备新型结构研制面临的关键技术问题。

关键词：航天器装备轻量化结构多功能结构制造技术

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轻质夹层多功能结构一体化设计

力学与实践 2012年第4期34卷 8-18页

作者：吴林志熊健马力王兵泮世东刘海涛哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所哈尔滨150080

对于飞行器,减轻结构重量,提高有效载荷是设计者追求的永恒主题.飞行器通常处于较为特殊和复杂的环境下,因此除需要考虑结构的承载能力外,还应兼顾一种或多种功能.本文概述了集承载与热控、防热、电子、隐身、吸能、作动、储能、阻尼等... 详细信息

对于飞行器,减轻结构重量,提高有效载荷是设计者追求的永恒主题.飞行器通常处于较为特殊和复杂的环境下,因此除需要考虑结构的承载能力外,还应兼顾一种或多种功能.本文概述了集承载与热控、防热、电子、隐身、吸能、作动、储能、阻尼等多功能特性于一体的轻质夹层多功能结构研究成果,汇总了轻质夹层多功能结构在卫星、无人机、高超声速飞行器等领域的发展情况.最后,对轻质点阵多功能结构的发展前景进行了展望.

关键词：轻质结构多功能结构点阵结构