航天器電源系統
關注創建者：匿名 創建時間：2022-03-21
航天器電源系統的實例教程
航天器電力系統介紹
航天器電源系統肩負著為航天器整星供電的重任，是航天器系統的關鍵組成，也稱為航天器供配電系統。
一般通用的航天器電源系統如圖1.1所示。雖然下圖并不能完全描述所有的情況，實際中會根據可靠性要求、不同的電壓等級或瞬時功率（或電流）負載的需求、不同的軌道任務需求，會衍生出多個不同架構電源系統，這些不同的架構的電源系統可以單獨使用，可以并聯使用，也可以混合使用，但是各類的電源系統都可以據此電路派生出來的，參考自參考文獻[1]。
圖1.1 基本框架
各部分主要功能：
空間陽照環境：描述環境量的模塊，需要計算出光照強度、太陽光線矢量等。
航天器姿態：需計算出太陽光線矢量、太陽翼對日定向、航天器姿態 三者耦合影響下的遮擋情況、太陽入射角等；
太陽電池陣：根據環境和姿態模塊的計算結果，計算電池陣在某溫度下的發電功率，并傳遞給電源控制器模塊；
電源控制器：采集蓄電池組、輸出端的電信息，計算負載功率需求，依據發電功率對負載、蓄電池的功率進行分配、調度和調節，并在必要時進行分流。
蓄電池組：根據電源控制器的功率調度信息，進行充電或放電。
配電器、負載模型：根據飛行程序的設置，實時模擬出所需的各類負載功率。
展開 摘要:載人登月航天器完成近月制動和著陸下降等空間任務，需要裝載大量推進劑，推進系統方案選擇是航天器總體方案設計優化的重要組成部分。建立了推進系統關鍵組件設計仿真模型，仿真分析了推進系統質量和干重系數隨推進劑裝載量的變化規律，并對比了20 t級載人登月航天器擠壓和泵壓推進系統方案。結果表明:推進系統方案質量與推進劑裝載量有關，推進劑裝載量越大，泵壓推進系統輕量化優勢越大，主要由泵壓系統貯箱質量較輕導致；球形封頭貯箱輕量化可采用增加貯箱封頭直徑的技術途徑，橢球形封頭貯箱輕量化可采用增加貯箱圓柱段長度的技術途徑；對20 t級載人登月航天器算例進行仿真分析表明，從實現系統輕量化角度出發，宜選用泵壓推進系統方案。
關鍵詞:載人月球探測；航天器；推進系統；仿真分析
1 引言
推進系統是航天器的重要組成部分，為航天器軌道機動和姿態控制提供推力和控制力矩。隨著空間探測任務的日益廣泛，推進系統在航天器中的作用以及質量占比越來越大，推進系統方案和性能的優劣顯著影響航天器設計水平和任務效益[1-3]。航天器通常選用空間應用成熟度高的液體推進系統，液體推進系統按照推進劑輸送方式主要分為擠壓推進系統和泵壓推進系統，擠壓推進系統方案因其系統簡單可靠的突出特點在航天器中應用最廣泛[4-8]。
在載人月球探測任務中，航天器為運送航天員和載荷逃逸出地球完成月球探測和返回，需要裝載大量推進劑為探測任務提供需要的速度增量。推進系統方案選擇需要考慮技術基礎、系統性能、輕量化、可靠性和安全性等因素[9-14]。本文從推進系統輕量化角度出發，建立推進系統關鍵組件設計仿真模型，研究分析航天器擠壓和泵壓推進系統質量變化規律、關鍵影響因素及其應用優勢，為載人月球探測航天器推進系統方案選擇提供支撐。
展開 針對國內外航天器熱控制、熱管理技術的發展現狀,在詳細調研各種航天器熱控系統組成原理與功能實現方式的基礎上,從可靠性的角度出發,歸納、總結了航天器熱控系統中串聯、并聯、表決、儲備四種常見的可靠性設計模式及其相應的可靠性分析計算模型,介紹了其在空間站、月球探測
航天器熱控系統的可靠性設計與分析.pdf
航天器熱控和環境控制生命保障系統熱網的優化
任健勛 張信榮 陳澤敬 梁新剛 清華大學工程力學系
摘要：為了對航天器熱控、環境控制生命保障系統進行減輕質量化研究，建立其熱網絡優化模擬的試驗系統，研究不同布局下熱網絡工作特性，以尋求熱網絡中熱組件布局對系統質量的影響規律。實驗結果表明：熱組件布局方式對系統換熱有明顯影響；熱組建的優化布局能使系統質量下降，其幅度與平均換熱溫差有關。實驗結果同理論分析及數值模擬結果相吻合。
關鍵詞：航天器熱控系統，環控生保，傳熱，熱網絡，優化
內容簡介：
1 實驗原理及系統
1.1 實驗原理
1.2 實驗系統
2 實驗過程
3 數據處理及誤差分析
3.1 模擬熱組件的換熱量
3.2 傳熱系數K
3.3 換熱面積及質量推算
4 實驗結果分析
4.1 換熱實驗結果
4.2 輕量化分析
5 結論
航天器熱控和環境控制生命保障系統熱網的優化.pdf
展開 太陽電池陣作為航天器電源系統的關鍵組件之一，其性能衰變將直接影響電源系統的工作狀態，從而影響整個航天器的工作狀態。目前，航天器普遍采用三結砷化鎵太陽電池。太陽電池在軌運行期間，會受到紫外輻照、原子氧、碎片、等離子體、溫度和污染等多種空間環境及誘導環境的影響。
太空中，對砷化鎵電池產生污染的污染源主要有：航天器用非金屬材料放氣;姿控發動機的噴射;空間環境的影響。其中，非金屬材料放氣是污染源的重要組成部分。航天器真空熱試驗中污染監測試驗的結果表明，非金屬材料放氣釋放的有機分子主要為鄰苯二甲酸酯類和硅氧烷類。
文中以非金屬材料灰皮電纜放氣產物鄰苯二甲酸酯類為例，分析其對砷化鎵電池的性能影響，從而為太陽電池的污染防護提供依據和支持。
1 試驗
非金屬材料放氣對砷化鎵電池性能影響試驗包括兩部分：砷化鎵電池性能與透過率關系試驗和污染物沉積量與透過率關系試驗。通過這兩組試驗，得到污染物沉積量與太陽電池功率損失之間的關系。
1.1 材料及設備
試驗用品包括砷化鎵電池、石英光學試片和非金屬材料等。砷化鎵電池尺寸為3 cm×4 cm，短路電流為210 mA，石英光學試片尺寸為80 mm×80 mm×1 mm。非金屬材料為航天器常用灰皮電纜，其放氣產物為鄰苯二甲酸酯類，無色透明液體。
砷化鎵電池的性能測試采用太陽模擬器和數字萬用表，測試其短路電流。
用U-3900H 紫外可見分光光度計測試石英光學試片的光學透過率，其波長范圍為190～900 nm，光譜帶寬為0.2～4.0 nm。采用石英晶體微量天平測量非金屬材料的放氣沉積量，其諧振頻率為20 MHz，污染量測試精度為1.1×10-9 g/cm2，污染量測試范圍為0～1.1×10-5 g/cm2。
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一般通用的航天器電源系統如圖1.1所示。
西安地域區分，資深經理面談
職位詳情：
建模仿真工程師
電氣建模仿真項目經理
任職資格：
1.電氣相關專業，碩士及以上學歷；
2.深入掌握電氣專業的基礎知識；
3.熟悉航天器電源系統設計者
太陽電池陣作為航天器電源系統的關鍵組件之一，其性能衰變將直接影響電源系統的工作狀態，從而影響整個航天器的工作狀態。目前，航天器普遍采用三結砷化鎵太陽電池。太陽電池在軌運行期間，會受到紫外輻照、原子氧、碎片、等離子體、溫度和污染等多種空間環境及誘導環境的影響。
太空中，對砷化鎵電池產生污染的污染源主要有：航天器用非金屬材料放氣;姿控發動機的噴射;空間環境的影響。
針對國內外航天器熱控制、熱管理技術的發展現狀,在詳細調研各種航天器熱控系統組成原理與功能實現方式的基礎上,從可靠性的角度出發,歸納、總結了航天器熱控系統中串聯、并聯、表決、儲備四種常見的可靠性設計模式及其相應的可靠性分析計算模型,介紹了其在空間站、月球探測
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航天器熱控和環境控制生命保障系統熱網的優化
任健勛 張信榮 陳澤敬 梁新剛 清華大學工程力學系
摘要：為了對航天器熱控、環境控制生命保障系統進行減輕質量化研究，建立其熱網絡優化模擬的試驗系統，研究不同布局下熱網絡工作特性，以尋求熱網絡中熱組件布局對系統質量的影響規律。實驗結果表明：熱組件布局方式對系統換熱有明顯影響；熱組建的優化布局能使系統質量下降，其幅度與平均換熱溫差有關。實驗結果同理論分析及數值模擬結果相吻合
