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霍尔电推进离子能量后加载设计及工作特性

推进技术 2022年第3期43卷 377-383页

作者：赵旖旎张旭郝燕艳满梓峰仲小清中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部北京100089

典型的全电推进通信卫星通常设计使用寿命约为15年,对霍尔电推力器的使用寿命要求达到了104h量级,因此,长寿命设计技术是影响其能否工程应用的关键技术。简要调研了国内外霍尔推力器延寿技术的发展,分析得到壁面及磁极腐蚀程度是影响推... 详细信息

典型的全电推进通信卫星通常设计使用寿命约为15年,对霍尔电推力器的使用寿命要求达到了104h量级,因此,长寿命设计技术是影响其能否工程应用的关键技术。简要调研了国内外霍尔推力器延寿技术的发展,分析得到壁面及磁极腐蚀程度是影响推力器寿命的核心物理过程。通过分析推力器放电过程离子加速场的建立过程,提出一种具有离子能量后加载特征的设计方法,使得电离产生氙离子的主要能量加载过程发生在放电通道的末端。该设计导致推力器的推力效率下降约1%~2%,但同时有效降低了通道内氙离子的能量,缓解高能离子对放电通道壁面的溅射作用,进而缩短腐蚀带长度60%以上,降低通道壁面及磁极工作温度31~55℃,可应用于霍尔推力器延寿设计。

关键词：电推进等离子体霍尔推力器离子能量后加载

利用并联氙气瓶温差补偿航天器质心偏移的可行性研究

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中国空间科学技术 2022年第2期42卷 39-45页

作者：王珏王敏郭婷婷仲小清温正魏鑫中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部北京100094

在以往航天器研制中,一般通过增加配重的方式对航天器质心偏移进行补偿。这种质心补偿方式占用了运载火箭承载能力资源,降低了航天器的有效承载能力。针对常规质心补偿方式的弱点,利用电推进航天器上氙气高密度填充的特点,提出了一种通... 详细信息

在以往航天器研制中,一般通过增加配重的方式对航天器质心偏移进行补偿。这种质心补偿方式占用了运载火箭承载能力资源,降低了航天器的有效承载能力。针对常规质心补偿方式的弱点,利用电推进航天器上氙气高密度填充的特点,提出了一种通过氙气瓶温度控制对航天器质心偏移进行补偿的方法,减少了航天器配重的使用需求。氙气瓶温差对航天器质心偏移的补偿能力与氙气质量占比、氙气瓶质心间距等正相关。在典型航天器应用条件下,利用氙气瓶温差可对几十毫米量级的航天器质心偏移进行补偿,补偿误差最低可达到2 mm左右,可为电推进航天器的质心控制提供参考。

关键词：航天器质心补偿电推进氙气瓶温度控制

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航天器设备动力学分析模型简化方法与应用

中国空间科学技术 2022年第4期42卷 27-35页

作者：李修峰白光明高令飞韩绍欢周江中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部北京100094

针对航天器设备因构成复杂引起的动力学分析模型建模困难问题,提出一种基于拓扑优化技术的有限元模型简化方法,以设备实测质量特性为约束条件,通过拓扑优化方法确定设备有限元模型可行设计空间中的材料分布,实现对结构刚度性能的模拟,... 详细信息

针对航天器设备因构成复杂引起的动力学分析模型建模困难问题,提出一种基于拓扑优化技术的有限元模型简化方法,以设备实测质量特性为约束条件,通过拓扑优化方法确定设备有限元模型可行设计空间中的材料分布,实现对结构刚度性能的模拟,获得满足动力学特性分析需要的简化的设备有限元模型。应用该方法创建了某星敏感器简化有限元模型,得到的星敏感器简化模型与产品实际质量、质心位置和转动惯量特性基本一致,并且前两阶频率分析值与试验值之间最大偏差约为3.0%。将该简化模型应用于其支撑结构的动态响应性能评估,两者组合体固有频率及加速度响应趋势的分析数据在450 Hz以下的频率范围内与试验数据吻合较好,固有频率最大偏差约为3.9%。星敏感器简化模型的应用验证了基于拓扑优化技术的有限元模型简化建模方法的可行性,为航天器上复杂设备动力学分析有限元模型的简化建模提供了一种新的解决途径。

关键词：航天器设备模型简化拓扑优化有限元动力学特性

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卫星在轨故障案例与人工智能故障诊断

中国空间科学技术 2022年第1期42卷 16-29页

作者：王亚坤杨凯飞张婕郭莉芳韩笑冬邢川王睿中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部北京100094

减少卫星在轨故障,使卫星按设计寿命要求在轨执行飞行任务是卫星设计的一个重要课题。为了分析在轨卫星故障的原因,探索最新的卫星故障诊断方法,首先收集了2003~2021年卫星典型在轨故障案例,然后对卫星故障从不同的维度进行统计分析和... 详细信息

减少卫星在轨故障,使卫星按设计寿命要求在轨执行飞行任务是卫星设计的一个重要课题。为了分析在轨卫星故障的原因,探索最新的卫星故障诊断方法,首先收集了2003~2021年卫星典型在轨故障案例,然后对卫星故障从不同的维度进行统计分析和相关性分析,包括卫星平台与卫星故障的相关性、卫星在轨时长与卫星故障的相关性等,最后介绍了基于人工智能的故障诊断研究,包括国内外应用的基于人工智能的卫星故障诊断系统和故障诊断方法,以及针对时间序列数据的人工智能故障诊断方法。本研究可以为今后卫星系统设计、避免故障发生提供指导。

关键词：在轨卫星故障案例故障统计分析人工智能时间序列数据

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卫星推进系统管路加热带温度分布试验研究

航天器工程 2023年第6期32卷 95-101页

作者：刘百麟谢伟华周江李一帆胡帼杰中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部北京100094

卫星推进系统管路加热带的温度分布是影响推进系统任务实现及卫星在轨长寿命高可靠工作的致命因素。文章通过基础试验方法研究主导管路加热带温度分布的自变量及影响规律。试验结果表明:管路加热带的温度水平与温度场分布均匀性受加热... 详细信息

卫星推进系统管路加热带的温度分布是影响推进系统任务实现及卫星在轨长寿命高可靠工作的致命因素。文章通过基础试验方法研究主导管路加热带温度分布的自变量及影响规律。试验结果表明:管路加热带的温度水平与温度场分布均匀性受加热丝丝径、管路管径、缠绕工艺、工作电流影响较大。另外,基于试验实测数据量化自变量影响规律并进行机理分析。文章研究成果可为卫星推进系统管路加热器的可靠性与安全性设计提供参考数据。

关键词：卫星推进系统管路加热带温度分布

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未来低轨信息网络发展与架构展望

电子与信息学报 2023年第2期45卷 396-406页

作者：王宁远陈东刘亮秦兆涛梁冰苑鹏城实验室深圳518055 中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部北京100094

近年来,伴随着运载、卫星、通信、网络、智能等技术的发展,天基网络形态正在发生质的变化。低轨(LEO)星座网络已经成为众多应用场景、业务承载需求的新选项,有向着全球覆盖、天地一体、多业务承载、持续演进、安全可控的天基通用信息网... 详细信息

近年来,伴随着运载、卫星、通信、网络、智能等技术的发展,天基网络形态正在发生质的变化。低轨(LEO)星座网络已经成为众多应用场景、业务承载需求的新选项,有向着全球覆盖、天地一体、多业务承载、持续演进、安全可控的天基通用信息网络基础设施发展的趋势,而这样的愿景对未来低轨星座网络架构提出了更高的要求。该文首先从空间网络、先进卫星以及天地网络融合3方面技术领域对近年来低轨星座网络相关技术的发展现状进行了概述,并对低轨星座网络发展的愿景与趋势进行了分析研判。在此基础上,该文提出基于软件定义(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)的全云化卫星-5G融合网络架构,使网络具备架构可编程、网络功能抽象解耦以及去中心化的核心优势,辅以意图驱动网络等智能网络运行管理方法,实现网络的多业务承载、持续演进、自动化管理等能力。最后,该文对需重点关注的技术方向进行了展望。

关键词：低轨星座天基宽带网络软件定义网络全云化卫星5G融合云智能集成

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国外新一代高轨通信卫星平台现状与分析

航天器工程 2023年第5期32卷 128-136页

作者：李正举崔颖慧蔡亚星吕红剑姚远李凤簪苏宏博中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部北京100094

首先,介绍了国外新一代各类型高轨通信卫星平台的发展现状,给出了Spacebus-NEO、Eurostar-NEO、A2100/LM 2100、SSL-1300、BSS-702HP、Space Inspire、Onesat、BSS-702X、Astranis等卫星平台的主要技术指标。分析了国外新一代高轨通信卫星平台在有效载荷承载力、电推力器、空间展开机构、热控、太阳翼等方面的发展趋势,并分析了高轨通信卫星市场趋势和低成本等方面的发展特点。最后,提出了我国下一代高轨通信卫星平台的发展建议,可以作为发展我国未来高轨卫星平台的参考。

关键词：高轨卫星平台通信卫星全电推进卫星卫星平台研发

面向卫星总体总装信息的多层级融合模型与管理

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计算机集成制造系统 2021年第2期27卷 654-662页

作者：王自军王新翔王一全赵佩麟中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部北京100094

针对卫星总体总装信息采用的传统管理模式制约着卫星研制向短周期、高水平迈进的问题,为实现卫星总体总装信息从传统管理模式向信息化管理模式转换,并为全流程数据无缝流转和驱动的卫星智能制造打下基础,在对卫星总体总装过程和信息构... 详细信息

针对卫星总体总装信息采用的传统管理模式制约着卫星研制向短周期、高水平迈进的问题,为实现卫星总体总装信息从传统管理模式向信息化管理模式转换,并为全流程数据无缝流转和驱动的卫星智能制造打下基础,在对卫星总体总装过程和信息构成调研分析的基础上,通过抽象、聚类和分层融合,构建了面向卫星总体总装信息的多层级集成融合模型,研究了卫星总体总装信息的信息化管理方法。经多型号卫星试用,验证了所研成果能够满足卫星总体总装数据信息化管理的需求。

关键词：卫星总体总装多层级模型信息融合信息管理模型

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低轨星座卫星快速开发与验证方案设计

航天器工程 2024年第2期33卷 16-20页

作者：刘敏范为裴胜伟李峰中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部北京100094

针对低轨星座卫星快速开发与验证需求,提出试验星+工程星+接口验证平台(VPI)并行研制验证方案。通过工程星研制,对卫星结构、总装设计及供电主通道、推进贮供主通道等设计进行验证,支撑试验星设计优化与结构投产;VPI对星上电子单机接口... 详细信息

针对低轨星座卫星快速开发与验证需求,提出试验星+工程星+接口验证平台(VPI)并行研制验证方案。通过工程星研制,对卫星结构、总装设计及供电主通道、推进贮供主通道等设计进行验证,支撑试验星设计优化与结构投产;VPI对星上电子单机接口、星上软件等进行迭代验证。通过试验星研制,对低轨星座卫星功能性能全面验证,确定星座卫星基线。该方案经多颗卫星实施验证,有效提高了低轨星座卫星验证效率。

关键词：低轨星座卫星工程星快速开发设计验证

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