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第1章航天器空间环境试验概论1

1.1概述1

1.2试验的分类与主要试验项目1

1.2.1按航天器研制程序进行试验的分类1

目 录1

1.2.2主要试验项目3

1.3试验方法与试验技术研究4

1.3.1 空间环境试验方法4

1.3.2试验技术研究的主要方向4

1.4试验剪裁与试验规范5

1.4.1试验剪裁5

1.4.2试验规范6

1.5.1热平衡试验7

1.5真空热试验7

1.5.2热真空试验8

1.6其他空间环境试验8

第2章空间环境与航天器可靠性11

2.1空间环境对航天器可靠性的影响11

2.1.1 空间环境对在轨航天器可靠性的影响11

2.1.2空间环境试验中航天器故障与可靠性分析12

2.1.3空间环境试验的必要性13

2.2空间真空热环境与航天器可靠性13

2.2.1 空间真空热环境试验与航天器可靠性13

2.2.2 改进真空热试验方法，提高航天器可靠性14

2.2.3 空间真空环境与航天器可靠性15

2.2.4 太阳辐照环境与航天器可靠性17

2.2.5 空间冷黑环境与航天器可靠性18

2.3高能粒子辐照环境与航天器可靠性19

2.3.1 高能粒子辐照环境19

2.3.2 高能粒子辐照环境对航天器可靠性的影响20

2.4空间污染环境与航天器可靠性22

2.4.1 空间污染环境的来源22

2.4.2 污染与自污染环境对航天器可靠性的影响23

2.5空间碎片环境与航天器可靠性24

2.5.1 空间碎片的成分、来源与数量24

2.5.2 空间碎片环境对航天器可靠性的影响26

2.5.3 空间碎片破坏航天器的概率27

2.6微流星环境与航天器可靠性28

2.6.1 空间微流星环境28

2.6.2微流星环境对航天器可靠性的影响29

2.7空间等离子体环境、磁层亚暴环境与航天器可靠性30

2.7.1 空间等离子体环境30

2.7.2空间磁层亚暴环境31

2.7.3 空间等离子体环境、空间磁层亚暴环境对航天器可靠性的影响31

2.8空间磁场环境与航天器可靠性33

2.8.1 空间磁场环境对航天器可靠性的影响33

2.8.2 空间磁场环境的利用34

2.9空间微重力环境与航天器可靠性34

2.9.1 空间微重力环境对航天器可靠性的影响34

2.9.2空间微重力环境的利用35

2.10空间原子氧环境与航天器可靠性35

2.10.1 空间原子氧环境35

2.10.2 空间原子氧环境对航天器可靠性的影响36

2.11.1影响航天器的运行寿命37

2.11空间大气环境与航天器可靠性37

2.11.2影响航天器的轨道38

2.11.3空间大气密度对航天器的阻尼影响38

第3章 航天器空间热环境试验误差分析及航天器热缩39

比模型试验39

3.1空间热环境39

3.1.1真空39

3.1.2低温与黑背景40

3.1.3空间外热流40

3.2空间热环境试验的误差分析42

3.2.1航天器在宇宙空间的热平衡42

3.2.2航天器空间热环境试验的误差分析43

3.3.1 辐射－导热系统航天器的热相似准则52

3.3航天器热缩比模型试验简介52

3.3.2热相似稳态模拟的几个技术问题54

3.3.3热缩比模型试验的应用趋势57

3.4不稳定热平衡试验方法58

3.4.1 不稳定热平衡试验方法简介58

3.4.2 不稳定热平衡试验方法的应用58

第4章航天器热平衡与热真空试验技术60

4.1航天器热平衡试验技术60

4.1.1试验目的60

4.1.2对航天器技术状态的要求60

4.1.3试验工况的确定61

4.1.4 空间外热流模拟方法、空间外热流模拟装置及选用原则62

4.1.5对空间环境模拟器的要求65

4.1.6舱内充气对航天器热平衡试验的影响及克服方法66

4.1.7试验前的检查68

4.1.8航天器的安装69

4.1.9试验过程69

4.1.10试验后的检查71

4.1.11试验结果分析及试验评价71

4.1.12试验实例72

4.1.13航天器热平衡试验技术的发展趋势83

4.2航天器热真空试验技术84

4.2.1试验的重要性84

4.2.2试验类型85

4.2.3试验目的85

4.2.4试验量级和持续时间85

4.2.5对试验航天器技术状态的要求89

4.2.7温度控制点的选择90

4.2.6温度控制区的划分90

4.2.8关于自动控温的仪器91

4.2.9热循环的实现方法91

4.2.10试验过程91

4.2.11试验评价92

4.2.12航天器组件热真空试验92

4.2.13 国内航天器热真空试验概况93

4.2.14 国外一些商业公司卫星热真空试验的特点95

4.2.15常压热循环试验及其与热真空试验的关系97

4.2.16航天器热真空试验技术的发展趋势98

第5章载人航天的空间环境试验技术100

5.1空间环境与载人航天的可靠性100

5.1.1概述100

5.1.2 载人飞船的故障与空间环境试验100

5.1.3 空间环境对载人航天的影响103

5.1.4 空间环境试验与载人航天器的可靠性106

5.2模拟微重力的中性浮力试验技术108

5.2.1概述108

5.2.2 国外中性浮力试验技术的进展与应用110

5.2.3试验技术与试验方法111

5.3载人航天器热平衡与热真空试验技术115

5.3.1 载人航天器热平衡试验技术115

5.3.2载人航天器热真空试验技术115

5.3.3 中国KM6设备120

5.4人机组合舱外活动的空间环境试验技术128

5.4.1概述128

5.4.2试验方案与试验技术128

5.4.3环境控制系统试验技术133

5.4.4消噪声系统试验技术136

5.4.5其他系统试验技术136

5.4.6试验程序137

5.5载人航天其他空间环境试验技术138

5.5.1模拟微重力环境的微重力飞机（又称失重飞机）试验技术138

5.5.2其他模拟微重力条件的试验技术141

第6章航天器特殊组件的空间环境试验技术142

6.1红外多光谱遥感器辐射定标试验技术142

6.1.1概述142

6.1.2试验目的142

6.1.3遥感器的红外辐射定标试验143

6.1.4遥感器的可见光、近红外辐射定标158

6.2.1 太阳电池阵伸展机构空间环境下展开试验技术161

6.2航天器外伸构件的空间环境试验技术161

6.2.2航天器复合材料结构空间环境下的冷热交变辐照试验技术165

6.2.3航天器抛物面型天线的热变形试验技术169

6.3星箭分离和整流罩分离试验技术175

6.3.1 星箭解锁系统超高真空解锁分离试验技术175

6.3.2整流罩真空分离试验技术180

6.4火箭发动机的空间环境试验技术183

6.4.1试验的必要性与试验类型183

6.4.2航天器姿控用液体火箭发动机的环境试验187

6.4.3 世界主要空间大国火箭发动机高空及空间环境试验技术的发展190

第7章空间辐照环境试验技术193

7.1空间等离子体环境与表面充电试验技术193

7.1.1航天器表面充电过程193

7.1.2表面充电试验方法195

7.1.3静电放电试验200

7.1.4飞行试验200

7.1.5数值模拟试验技术201

7.1.6 中国的试验研究201

7.2空间高能粒子辐照与单粒子翻转试验技术202

7.2.1锎源模拟试验技术202

7.2.2低能重离子加速器模拟试验技术202

7.2.3 中能重离子加速器模拟试验技术203

7.2.4高能加速器模拟试验技术203

7.2.5散射源模拟试验技术203

7.2.6激光器模拟试验技术203

7.2.7单粒子效应地面加速器模拟专用装置203

7.3电子、质子、紫外综合辐照环境试验技术204

7.3.1 电子、质子、紫外综合辐照环境试验效应分析204

7.3.2电子、质子、紫外综合辐照环境试验技术205

7.4原子氧、紫外综合辐照环境试验技术208

7.4.1原子氧、紫外综合辐照环境试验设备208

7.4.2试验方法与试验技术209

7.4.3空间飞行试验技术210

7.4.4数值模拟试验技术211

第8章其他空间环境试验技术214

8.1空间碎片与微流星环境试验技术214

8.1.1地面模拟试验技术214

8.1.2计算机模拟试验技术216

8.1.3空间飞行探测试验技术216

8.1.4地面探测技术217

8.1.5碎片防护试验技术217

8.2.2 空间环境试验中污染物的来源218

8.2.1概述218

8.2航天器空间环境防污染试验技术218

8.2.3 污染对航天器的影响219

8.2.4 污染对空间环境模拟器的影响220

8.2.5防止污染的方法220

8.2.6污染的检测222

8.2.7卫星空间环境试验时污染检测的实例223

8.3航天器磁环境试验技术225

8.3.1概述225

8.3.2磁试验分类226

8.3.3磁试验对环境场的要求226

8.3.4磁场和磁矩测量方法228

8.3.5充、退磁试验技术233

8.3.6磁补偿试验技术234

8.3.7 中国卫星磁试验技术235

第9章航天器空间环境试验中的测试技术236

9.1空间环境试验中的质谱测试技术236

9.1.1空间环境试验中残余气体质谱分析236

9.1.2其他空间环境试验中的残余气体质谱分析238

9.1.3在载人航天试验中的质谱分析和气体成分控制239

9.1.4空间环境探测中的质谱分析239

9.2真空检漏测试技术239

9.2.1真空检漏测试239

9.2.2压力检漏测试241

9.3空间环境模拟室内的压力测量技术242

9.3.1 空间环境模拟室内压力测量的特殊性及需研究的问题242

9.3.2压力测量的范围243

9.3.4规管的布置位置244

9.3.3真空计的选择244

9.3.5计算机控制的真空测量技术245

9.4航天器热平衡与热真空试验的温度测量技术246

9.4.1航天器热平衡与热真空试验过程中温度测量的任务246

9.4.2航天器热平衡与热真空试验中温度测量的特点247

9.4.3热电偶测温247

9.4.4热敏电阻测温252

9.4.5测温程序的编制要求255

9.4.6数据采集系统的正确使用256

9.4.7温度测量误差的主要因素257

9.5热流和电功率测试技术258

9.5.1 热流测量258

9.5.2功率测量266

参考文献266