摘要：澳门科学一号卫星B星(Macao Science Satellite-1B;MSS-1B)于2023年5月21日通过中国长征二号丙火箭成功发射.其上搭载的太阳X射线探测仪(Solar X-ray Detector;SXD)于同年6月初开机运行.该探测器中的软X射线探测单元组(Soft X-ray Detection Units;SXDUs)由两个硅漂移探测器(Silicon Drift Detector;SDD)构成,其探测能谱的能量范围为0.7~***具备高能量分辨率,在5.9keV处的能量峰半高全宽为0.14keV,同时,探测器具高时间分辨率,能够以1秒的时间间隔记录能谱数据.本文结合地面标定实验及模拟分析,对MSS-1B/SXDUs探测数据进行标定,以获取准确的太阳软X射线能谱.标定后的太阳软X射线通量与静止环境观测卫星(Geostationary Operational Environmental Satellite;GOES)获取的通量数据一致.此外,初步能谱分析结果显示,MSS-1B/SXDUs不仅运行稳定,而且各项性能指标均符合预期设计,为深入研究太阳耀斑的动力学演化研究提供了可靠的观测数据.最后,搭载于澳门科学一号卫星的新型太阳X射线探测仪实现了太阳软X和硬X射线的同步观测,其宝贵的观测数据可为太阳活动研究作出贡献.

摘要：为了进一步提高脉冲等离子体推力器点火的可靠性和使用寿命,采用理论计算和地面试验的方法,设计了一款可应用于立方体纳卫星脉冲等离子体推力器放电能量为2.6J的电源处理单元,其放电点火电路是基于LC振荡电路,且对放电点火电路的性能、开关管的电流应力和整个电源处理单元的稳定可靠性进行了研究。结果表明:LC振荡放电点火电路中,开关器件的电流应力较小,提高了整个电路的可靠性;该放电点火电路在输入电压800V时,点火电流的峰值可达到100A^150A,这种大电流放电有助于清除火花塞表面的积碳。

摘要：为了提高航天复合材料压力容器的性能因子,根据复合材料压力容器网络理论方法提出了"参数对应关系"结构设计方法,对一种卫星推进分系统复合材料氦气瓶进行了结构设计,确定了纤维复合层承载压力,得到了不同内衬壁厚情况下气瓶纤维预紧应力与内衬压缩应力、内衬工作应力、纤维工作应力的对应关系,获得了内衬最小壁厚和纤维预紧应力区间等参数,用有限元法对气瓶结构设计进行静力学分析校核,所设计气瓶完成了全部的鉴定试验,气瓶性能因子37km,爆破压力70MPa,纤维预紧应力区间为[120MPa,270MPa]。设计和验证结果表明:基于网络理论的"参数对应关系"结构设计方法可用于弹性工作金属内衬复合气瓶的研制,内衬最小壁厚的精确求解对提高复合材料气瓶性能因子是有效的。

摘要：为了实现理想磁场,对LHT100推力器磁场工程设计的关键参数进行了系统研究。基于经典磁场理论,采用有限元分析方法,分别从线圈安匝数、磁极间距和磁屏三个关键参数开展仿真研究,得到各关键参数与LHT100推力器磁场形貌及强度的相互关系。研究结果表明:当内外线圈安匝数分别为800A和400A;磁极间距为27mm,采用磁屏设计时可获得理想磁场,对该理想磁场进行测试验证,最大误差小于5%。

摘要：针对航天器用5kW离子电推力器核心供电模块屏栅电源的技术需求,采用移相全桥技术设计了低电压输入高电压输出的大功率屏栅电源模块。对比分析了零电压开关ZVS和零电压零电流开关ZVZCS两种移相全桥方案后,得出ZVZCS更适合于电推进屏栅电源的设计。提出了ZVZCS移相全桥变换器CDD无损缓冲电路中辅助电容的设计方法,论述了屏栅电源功率级和控制电路的设计过程。通过实物产品验证表明:采用ZVZCS移相全桥技术设计的屏栅电源模块能在较宽的负载范围内实现超前桥臂和滞后桥臂的软开关,提高了变换器的效率;采用CDD无损缓冲电路能辅助实现滞后桥臂的零电流关断,降低原边电流的损耗,同时降低高压整流管的电压应力。在具备完善的输入滤波、浪涌抑制及母线开关等功能以后,最大功率下效率>95%。

摘要：针对深空探测等空间任务对超大功率(10~100kW)电推进系统的需求,通过对国内外超大功率电推进技术的调研,提出了一种50kW超大功率霍尔电推进系统电源处理单元(Power processing unit,PPU)设计方案,重点对核心的阳极电源关键技术进行研究,提出了四管Buck-Boost变换器和三相LLC谐振变换器级联的设计方案。

摘要：为提高航天复合材料压力容器(COPV)性能因子,COPV壳体常采用超薄壁塑性工作金属内衬和高强碳纤维缠绕的双层壳体结构。通过对传统的网格理论进行优化,提出了塑性工作内衬COPV结构静力学计算的算法,联立求解各内压载荷阶段的静力学平衡方程和应变协调方程,对COPV纤维与内衬应力应变进行计算和分析。利用ANSYS有限元软件,根据复合材料层合板理论和内衬弹塑性理论完成了COPV的有限元建模和分析计算,有限元应力分析结果和本算法解析解法计算结果一致。根据本算法对卫星推进系统用COPV进行了结构设计和工程研制,COPV工作压力和爆破压力分别为30MPa和60MPa,COPV鉴定试验结果满足技术要求。结果表明:本算法能够得到塑性工作内衬COPV准确的应力应变解析解,可用于塑性工作内衬COPV的结构设计。

摘要：为了进一步提高离子推力器的可靠性和使用寿命,采用6个电源模块串联输出的方法设计了高效高可靠性的屏栅电源试验样机,每个模块采用全桥LLC谐振变换器,并对屏栅电源模块的性能、打火时开关管的瞬态电流应力分别进行了测试研究。结果表明:屏栅电源模块采用全桥LLC谐振变换器,可以实现零电压开通零电流关断,整个电源的转换效率提高到96.9%;单个电源模块输出电压为210V,电源模块内部没有>250V的交流电压峰值,简化了高压绝缘设计的难度;变换器初级较大谐振电感的限流作用使得推力器出现打火时,开关器件瞬态电流仅为40A。该设计能有效提高屏栅电源的效率和可靠性,可以应用于小行星探测等深空探测航天器的电推进系统。

摘要：针对某折叠翼展开机构的小型化难题,研究了一种小型火工机构。利用内弹道理论建立了该火工机构的输出理论模型,通过理论模型计算和优化了机构参数,并用有限元法校验了计算结果。测试结果表明:该原型机具备了小型特点,其输出角度达到了128.5°。在逆风和顺风负载下,该火工机构的工作时间均小于200 ms,其最大角速度不大于3 000 (°)/s,试验数据证实该火工机构具备缓冲作用,理论计算结果和试验数据基本一致。研究成果可作为薄型折叠翼的一种设计方法,为薄型折叠翼的工程应用奠定技术基础。

摘要：为了获得复合材料气瓶合理的有限元分析模型,并能够有效地掌握气瓶固有的变化规律,以不锈钢316L为内衬、碳纤维(T1000GB)/环氧树脂(BA202)为复合层的高压气瓶作为研究对象,介绍了一种采用螺旋缠绕与环向缠绕组合线型的缠绕设计方法。利用该方法确定复合层厚度、缠绕角、缠绕层数等参数,运用ANSYS程序,采用薄壁壳单元shell91建立了复合层多层结构模型,得出了气瓶应力、应变分布规律,并给出了气瓶疲劳破坏点和起裂点处失效参数的变化历程,最后,将ANSYS计算结果与试验实测结果作了比对分析,为定量化研究复合材料气瓶提供准确的数据支持。研究结果表明:ANSYS数值仿真结果与试验结果吻合良好,采用壳单元shell91可以比较正确地模拟复合层的多层结构;柱形复合材料气瓶破坏薄弱点位于筒体(靠封头)部位,气瓶受环向膨胀力影响较大,易使其沿纵向撕裂;随瓶内压力升高,薄壁内衬发生完全塑性变形,复合层仅发生弹性变形。