商业通信卫星电推进轨道转移费效比研究

电推进实施轨道转移是继电推进位置保持成功应用的一种深化。电推进轨道转移可以进一步减少卫星推进剂携带量,实现更大的应用效益。电推进轨道的实施也带来了长时间经历范·艾伦辐射带等风险,使得卫星保险费用增加。电推进的长时间轨道转移,需要付出更多的变轨地面测控费用,并由此带来先期投资资金的利息损失等。文中建立电推进轨道转移的效益和成本模型,通过分析给出电推进轨道转移在我国航天应用的建议。     

高性能电推进系统的发展及在GEO卫星平台中的应用

电推进在国外高轨卫星领域得到了广泛应用,在系统调研国外电推进系统研制与发展历程的基础上,介绍了高性能电推进系统在国外先进GEO公用卫星平台上的应用情况,并总结了其应用特点。GEO卫星平台主要使用静电加速式离子电推进系统和霍尔式稳态等离子体电推进系统;GEO卫星平台使用的电推进系统趋向于高功率、多模式电推进系统;国外GEO卫星平台电推进系统的应用历程为三个阶段。根据其应用特点,对高性能电推进系统在我国GEO卫星平台中的应用提出建议,加快突破高性能、多模式电推进系统的研制;加强地面模拟和在轨飞行验证,确保可靠性;按照循序渐进的发展路线,开展国际合作,加快我国电推进系统在GEO卫星平台上应用的步伐。     

案例一：电推进羽流参数测试技术助力航天器研制

<正>1案例情况1.1背景摘要电推进系统具有高比冲、高控制精度、长寿命等显著优势，能够满足航天器姿态控制、位置保持、阻力补偿、轨道转移等不同任务要求，且能够大幅提高有效载荷、降低成本、延长寿命，国际上已进入广泛应用阶段，甚至把是否采用电推进作为衡量卫星平台先进性的重要标志之一。我国在低轨互联网卫星、空间对抗、深空探测、引力波探测、商业航天等各领域对先进航天电推进技术都有迫切需求，电推进技术已进入全面应用阶段。     

电推进技术在全电推进卫星平台的应用研究

全电推进卫星平台能够大幅度降低卫星平台的推进剂需求量,并带来包括减轻卫星发射重量、提高卫星有效载荷能力、延长卫星服役寿命等方面的经济效益。通过调研全电推进卫星平台的进展情况,梳理了全电推进卫星平台对电推进的任务需求,设计了全电推进系统方案及应用模式,经过分析计算,卫星发射重量在2 000~3 000 kg之间,在半年之内完成卫星轨道转移,需要单台推力器推力达到200~300 m N,选择适当的轨道策略,全电推进系统是可以满足任务需求的。     

真空电弧推力器技术发展现状及趋势

随着微纳卫星平台技术的迅猛发展,应用真空电弧推力器作为其姿态控制和轨道转移的动力来源得到了研究人员的重视。相比于传统的冷气推进和离子电推进,真空电弧推力器具有小型化、低功耗、低电压、高效率、高比冲、宽范围可调、低成本、长寿命和高可靠性等技术优势。在调研国外真空电弧推力器技术发展的基础上,介绍了真空电弧推力器的系统组成、基础理论、工作原理和关键技术,简要分析了真空电弧推力器的技术特点、研究进展和发展趋势,为未来真空电弧推力器的技术研究和研制提供了参考。     

电推进在弹性空间系统中的应用与研究

电推进作为一种先进的推进技术,具有比冲高的突出优势,是提升卫星性能的重要技术,在国外军事卫星平台和商业卫星平台上均得到了广泛应用。弹性空间系统是一种面向提升空间安全性的信息空间体系架构。相对于单颗卫星的应用,弹性空间系统对电推进产品性能、整星兼容等方面提出了更高的要求,对电推进产品的研制模式也提出了新的需求。从弹性空间系统需求和电推进系统特点出发,研究弹性空间系统对电推进的设计要求。     

空间电推进技术及应用新进展

在系统调研2000年以来国内外空间电推进技术及应用进展的基础上,详细介绍了电推进在GEO卫星位置保持和轨道转移、深空探测主推进、科学观测和试验等领域的空间应用情况,分别给出了离子电推进、霍尔电推进和其他电推进类型的新研产品及主要性能,对电推进新技术发展情况进行了概要性的介绍,最后对空间电推进技术及应用的新进展给出了简要总结和评述。     

同轴型真空电弧推力器理论设计研究

随着包括立方体卫星在内的微纳卫星平台技术的迅猛发展,应用真空电弧推力器作为其姿态控制和轨道转移的微推进系统得到了研究人员的重视,对真空电弧推力器的理论设计研究也开展了大量的工作。针对同轴型真空电弧推力器的理论设计,在深入调研国外相关设计理论和计算方法的基础上,介绍了基于经验的性能预测模型,对推力器设计参数和工作性能指标之间的关系进行了分析,可以为同轴型真空电弧推力器在初步方案设计时的初始参数选取和工作性能计算提供参考和依据。     

超大型航天器应用电推进系统方案设计

超大型航天器运行在(393±10)公里的近地轨道上,由于受到大气阻尼的减速作用,需要对超大型航天器实施轨道维持。LHT-100霍尔电推进系统是一种可用于超大型航天器轨道维持的高比冲小推力的电推进装置,采用电推进系统,超大型航天器年推进剂需求量可以降低到400kg以下,并需要对载有航天员的超大型航天器的安全性和可靠性进行评估。本文提出了超大型航天器轨道维持霍尔电推进系统方案设计,对霍尔推力器和贮气单元气瓶组件在轨可置换性进行了分析,最后对其可靠性和安全性进行了设计与分析,为我国超大型航天器采用LHT-100霍尔电推进系统进行轨道维持开展系统产品研制奠定了坚实的基础。     

地球静止轨道卫星平台位保应用离子电推进系统方案

以在地球静止轨道卫星平台上的应用为目标,较为系统地提出了离子电推进系统组成的几种方案,并对这几种方案进行了对比分析,便于构成应用系统时选择与裁剪。     

小卫星领域应用电推进技术的评述

小功率电推进已成为最有技术竞争力的小卫星应用的推进系统选择。在总结美国、俄罗斯、欧洲、日本等国家离子、霍尔、电热、PPT、FEEP等小功率电推进技术发展和小卫星应用情况的基础上,从轨道转移、大气阻尼补偿、位置保持、姿态控制、编队飞行等任务方面分析了小卫星对电推进系统的需求和应用电推进的必要性及可行性,针对小卫星主要任务需求分别提出了10 W、100 W和500 W级小功率电推进技术发展和应用方面的具体建议。     

高速铁路无砟轨道施工技术难点分析

随着经济的高速发展,人们的生活方式也逐步得到改变,其对于出行铁路的需求和效率等都有了更高的要求,高速铁路正是在这一背景下应运而生。应用无砟轨道运用在高速铁路上,可以使高速铁路更加平顺、稳定,且具有较强的持久性,然而由于我国铁路建设或施工技术的限制,无砟轨道的应用仍存在一些技术难点,因此,本文在分析此类难点等基础上,重点探讨高速铁路无砟轨道施工的关键技术,在最大程度上克服或解决相关施工问题。     

地月单次任务货运飞船电推进系统设计

以地月货运单次任务为背景展开了大功率霍尔电推进系统方案设计。霍尔电推进系统具有推力小、比冲高、结构简单、可靠性高的优点,相比传统的化学推进可节省大量的推进剂,能够大幅度降低发射质量并把更多的有效载荷送达目的地。在充分调研国内外大功率推力器的研究现状和大功率电推进系统设计方案的情况下,针对低地球轨道到月球轨道的轨道转移任务需求,给出了大功率霍尔电推进系统方案设计,为人类更广泛的深空探索提供了基础。     

高铁轨道焊接技术在炼钢天车轨道上的应用

介绍了宣钢炼钢厂百吨炉区天车轨道使用状况及无缝轨道焊接法（铝热焊接技术）在旧轨道断口修复上的使用情况。在实际应用中摸索出了一套旧轨道焊接的方法，该方法已取得了良好的效果。     

高速铁路无砟轨道施工技术难点分析

当今我国高速铁路轨道铺设工程大多运用的是流畅性及平稳性极强的无砟轨道构建模式。无砟轨道具有很高的稳固性,而且其刚度维持总体平衡,拥有极大的构架保持性能,还方便于实施维护保养工作。故其成为了最佳的铁轨构架组合。由于我国实施无砟轨道建设的历程还比较短,还存在着诸多影响工程建设质量和进程的瓶颈性问题尚未得到有效地解决。因此深入探讨无砟轨道施工工艺技术具有非常重要的意义。本文重点就此类技术问题及解决方案进行研究和分析。     

Rheda2000型双块式无碴轨道施工技术

无碴轨道作为一种新型的轨道结构技术,以其高平顺性、高稳定性和少维修等突出特点,在世界各困的高速铁路领域中得到迅速发展。为适应我国铁路客运专线无碴轨道施工发展的需要,对德国高速铁路土质路基上Rheda2000型双块式无碴轨道施工技术进行阐述。     

深空电推进阻滞势分析仪探测方法研究

随着人类对外太空环境认识的不断深入,电推进已成为通向未知空间领域的重要技术途径。空间电推进对航天器防护结构、能源系统、敏感有效载荷系统均产生不同影响。介绍了基于阻滞势分析仪的电推进等离子体参数探测方法,通过阻滞势分析仪研制和相应的地面模拟实验,计算得到了推力器40cm处的粒子能量、离子密度和离子温度等参数,相关研究为我国电推进航天器的深空应用和发展提供技术参考。     

低地球轨道中的原子氧,效应及地面模拟

原子氧是低地球轨道飞行器表面材料退化的首要因素,已越来越被人们所重视。国外已进行过多次飞行实测,并建立了许多地面模拟设备,进行地面试验。文章叙述了低地球轨道大气中的原子氧,及其与飞行器表面的作用;综述了原子氧对表面材料的破坏作用及其作用系数,以及对飞行器的影响。分类例举了国外的地面模拟设备,评论了它们各自的优缺点;最后以表格形式罗列了国外部分模拟设备的所属单位、技术途径和主要性能等。     

“空间电推进”专刊序言

经过近五十年的发展,我国的空间电推进技术呈现出了百花齐放、千帆竞渡、万众瞩目的繁荣景象,传统技术与创新技术并驾齐驱,产品研制与型号应用成果累累,技术效益和经济效益交相辉映。新时代的号角已经吹响,踏上航天强国建设新征程,我国空间电推进技术正在迎来-个前所未有的蓬勃发展新时期。说来机缘巧合,电推进技术专刊出版,正值《真空与低温》创刊40周年,不仅是我国空间电推进技术承前启后发展的见证,也是一份厚重而温馨的创刊纪念贺礼。     

离子电推进在轨故障的统计分析研究

在发射入轨的70颗航天器上发生离子电推进在轨故障的有13颗,总计有29个离子电推进的单机故障。通过对离子电推进在轨故障进行数据统计分析,能够得到航天器应用离子电推进可借鉴的重要工程经验。对离子电推进在轨故障进行了分类统计分析研究,主要包括对航天器影响的故障统计分析、对离子电推进系统影响的故障统计分析、在轨故障发生时间分布的统计分析等方面。