空间环境防护型薄膜评述

空间环境的复杂性和特殊性对航天器的使用寿命和性能造成严重威胁。提高航天器表面材料抵抗空间环境作用的能力一直是空间技术开发工作的重点关注问题。目前,表面薄膜技术已被广泛应用在航天器热控涂层、光学器件等方面的空间防护。针对航天器在空间原子氧环境、空间等离子体环境、空间污染环境中的空间环境效应问题,详细介绍了相应空间环境防护薄膜的研究现状及主要制备方法。在地面空间模拟实验和飞行试验成果的基础上,对这些防护薄膜的空间环境适应性进行了分析,总结了空间环境防护薄膜应具备的综合性能,提出复杂型薄膜的开发和空间环境防护薄膜标准评价体系的建立是今后研究的重点。     

润滑材料的空间环境效应

卫星、人造飞船、空间实验室、空间站等航天器涉及诸多的机械运动部件,润滑材料和润滑技术是空间机械运动部件长期可靠工作的关键,对于降低机械运动部件的摩擦磨损、延长其工作寿命发挥着重要作用。在空间环境条件下,润滑材料可能会面临高真空、极端温度、温度交变、原子氧、紫外/质子/电子辐射、微陨石及空间碎片等苛刻环境因素,上述空间环境因素可能会引起润滑材料结构、组分的变化及其性能的堕化,从而导致机械运动部件的润滑失效。主要综述了目前常用的空间润滑材料及各种空间环境因素对润滑材料的影响,着重探讨了真空、极端温度及原子氧辐照对润滑材料的影响,并对空间润滑材料的研究进行了展望。     

空间环境下航天器部件密封性能评价方法研究

从航天器密封部件的密封种类和泄漏原理,特别是橡胶密封圈的泄漏原理出发,分析了经高真空、高低温、空间辐照等空间环境对航天器密封性能的影响,给出了采用泄漏检测技术作为密封性能评价的方法。重点介绍了基于现有漏率性能评价方法而研制的几种航天器部件密封性能评价装置以及在现有评价装置上开展的部分航天器部件密封性能试验及研究情况。     

航天器热控材料及应用研究进展

热控材料是实现航天器热控功能的重要介质,是航天器热控技术发展的基础。航天器热控系统中大量使用多层隔热材料、导热材料、热控涂层、界面材料等均是利用材料自身热物理特性实现航天器温度场的控制。本文从航天器热控材料工程应用角度,综述了航天器热控系统常用的隔热材料、高导热材料、涂层材料及界面材料等四类热控材料的研究与空间应用进展,分析了未来空间科学探测、低温推进剂在轨贮存等空间应用场景在深低温及高温环境下对热控技术的发展需求,提出了对深低温和高温环境下高效隔热材料、特种涂层材料等航天器热控材料的发展建议。     

探月充电环境及效应研究综述

在探月过程中航天器与各种等离子体环境相互作用,使航天器表面和内部材料出现充放电效应,从而影响航天器的工作性能、使用寿命、工作可靠性等。结合国外探测数据,分析了探月任务的奔月、环月和落月过程中可能遭遇的等离子体环境和可能出现的充放电问题,对科学探测载荷性能参数的设定、航天器充放电防护设计具有一定的参考价值。     

空间辐射环境诱发航天器故障或异常分析

空间辐射环境是诱发航天器系统故障或异常的主要因素之一。调研收集了国外航天器在轨的故障信息,总结分析了航天器所出现的各种故障、分析经验和对策,提出了我国航天器的在轨运行的一些具体建议,促进空间环境研究与在轨运行管理的紧密结合,提高空间环境引起航天器在轨异常的原因分析与判断的水平。     

多功能真空漏率校准系统研制

火箭、卫星等航天器的检漏是必不可少的工作内容,若这些产品没有很好的密封性,因泄漏超标,将会给航天发射、空间运载等带来严重事故,造成发射失败、卫星失控,甚至机毁人亡,因此,发射前应对产品成百上千的密封部件进行检漏。此外,电子元器件的密封性和真空度也是很重要的技术指标,密封性和真空度不合格将会使器件的性能下降或不能正常工作。     

空间环境污染对空间制冷器的影响

空间环境染污对航天器的影响是目前高可靠长寿命航天器设计时非常重要的问题之一.对于观测卫星、天文卫星、监测和跟踪卫星等航天器,低温探测器、低温光学系统,空间制冷器是重要的部件.因此空间环境和污染对制冷器的影响危及航天器的可靠性.非常薄的污染气体沉积膜能严重影响低发射率表面的发射率,由于发射率的增加使空间机械制冷器的低温热负荷增加10%～20%,导致辐射制冷器的温度升高,造成被冷却器件失效.介绍了一些控制污染的具体方法及控制污染敏感度物理学,讨论了一些与污染有关的物理现象.控制空间机械制冷器污染的方法是使用多层绝热或物理障板使空间制冷器与外部污染源进行隔离.控制辐射制冷器污染要从地面开始,在安装、装配、试验及与航天器集成过程中都要在清洁环境中进行.控制污染的方法是正确的结构设计,并必须尽量减少辐射制冷器对污染的敏感性.     

空间粉尘环境因素对航天器材料损伤的研究动态

简要阐述空间粉尘的定义、来源、空间分布状况及与航天器发生碰撞概率,并从空间粉尘与航天器外表材料交互作用角度,综述空间粉尘环境因素对热控涂层、高温热管、光学材料、太阳电池和绝缘隔热层影响的国内外研究动态.地面模拟试验表明,空间粉尘高速撞击下对这些材料与元器件会产生不同程度的损伤.     

载人航天与真空技术

载人航天器在轨运行时,超高真空是其主要的环境条件之一。介绍了飞船整体、部件的热真空试验;航天员出舱活动和航天服功能试验;航天员生保系统及环境控制试验;航天员座舱可靠性试验;大型空间环境试验设备;冷焊试验;舱内气体成分分析与控制;空间材料出气特性的评价等16个方面对真空技术的需求情况。     

航天器柔性热控薄膜研究现状

柔性热控薄膜材料广泛应用于各种航天器平台,其性能对维持航天器正常工作环境至关重要.本文针对空间热控技术发展要求,综述了国内外柔性热控薄膜材料的技术指标以及应用现状.介绍了国内外各种航天器上普遍应用的一次表面镜、二次表面镜、腐蚀防护膜和热控带等柔性热控材料的工作原理及应用范围,并对国内外典型柔性热控产品性能进行了对比.并介绍了相变热控材料、CCAG热控薄膜等新型智能柔性热控材料的研究情况.     

空间材料二次电子发射过程的理论研究

航天器充放电效应故障大多都会引起卫星灾难性事故,对航天器在轨安全运行产生较大的影响。空间材料的二次电子发射系数是决定卫星表面带电速率和充电平衡电位水平的重要材料特征参数,对于卫星表面带电的预测及卫星带电设计选材具有重要的意义。基于蒙特卡洛方法,从理论上分析了材料二次电子的产生、转移及逃逸过程,获得了材料二次电子发射系数的计算方法。实验结果表明该方法能较好地拟合材料二次电子发射系数随入射电子能量的变化趋势,为航天器充放电效应数值模拟和防护设计提供数据支持。     

空间尘埃探测方案研究

空间环境中飞行的尘埃粒子会对进行深空探测的航天器有重大影响,它们会撞击并沉积在航天器表面结构中,影响航天器的性能。利用空间尘埃探测器可以探测尘埃的质量、速度、飞行方向、通量、化学成分及其元素同位素、所带电荷等参数。空间尘埃探测器的基本结构设计,用软件仿真计算了撞击离子在反射式质谱计反射腔内的轨迹,验证了其探测空间尘埃的化学成分的可行性。随着深空探测的逐步深入,空间尘埃探测器探测数据将成为航天器维护及未来空间科学研究的重要参考。     

影响热障涂层失效因素的研究现状及展望

热障涂层(TBCs)具有良好的隔热性能,是燃气轮机高温部件的关键材料,在高温服役过程中,涂层脱落会导致部件工作失效,因此为获得长寿命热障涂层,涂层的脱落失效机理是急需深入研究的问题。综述了热应力、α-Al_2O_3生长、外应力、热生长氧化层(TGO)起伏及孔隙率等缺陷对涂层应力发展的影响,探讨了微裂纹的产生、扩展及脱落的失效过程,最后展望了研究热障涂层失效及提高涂层寿命的努力方向和前景。     

两种典型星用聚合物介质抗内带电改性防护技术研究

空间高能电子辐射易造成星用聚合物介质内带电水平过高,是卫星运行可靠性的潜在威胁因素。对航天器介质材料进行非线性电导改性是提高航天器介质材料自释电荷能力,进而降低内带电水平的有效方法。实验选用半导电无机添加剂对典型空间聚合物材料聚四氟乙烯、聚酰亚胺进行改性工艺和电导特性研究,测量了常态体电导率与添加剂含量关系,不同含量添加剂下复合材料体电导率随温度与电场的变化规律以及复合材料的导热性能参数。实验表明,添加剂含量会显著影响复合材料的体电导特性及导热特性,特别是复合材料的非线性电导特性阈值电场降低最为明显。这种既能保持高绝缘性能又具有良好非线性电导特性的新型复合介质材料,有希望成为从根本上解决星用聚合物介质深层带电问题的有效措施。     

LHT-100霍尔电推进系统鉴定试验研究

为了验证LHT-100霍尔电推进系统工作性能和空间环境适应性,对霍尔电推进系统进行了鉴定试验研究,霍尔电推进系统包括霍尔推力器、电源处理单元、滤波单元、贮供单元和控制单元,鉴定项目包括霍尔电推进系统各单机力学、热真空、热循环、EMC等,对相关试验数据与设计指标的符合性进行了分析,研究表明:LHT-100霍尔电推进系统空间环境适应性及与航天器的兼容性良好。     

深冷对铝合金抗裂性和低温硬化的影响

在低温技术中，簿壁结构得到了广泛应用，可作为设备和建筑物高应力部件的承载元件，或者作为贮存和运输液化气的贮罐和容器。这些结构的使用温度范围是很宽的，其下限可以是几度K。结构的高承载能力在整个低温范围内都能得到保证。因此，薄壁结构的设计和制造必须考虑到低温材料性能的特殊影响。     

应用超声波技术对材料应力特征的提取与分析

超声波技术能够对材料（零件或部件）进行快速、准确、便捷的应力测量。对基于超声波技术的应力检测问题作了初步分析．列举了目前我国已用超声波技术测量材料应力的若干试验方法和工程实践应用．阐述了超声波技术对材料应力特征提取的方法。结合现有的理论基础设计了一个应力测量的实验系统,并以此为基础描述了超声波技术在应力测量方面的发展前景。     

空间材料的原子氧侵蚀理论和预测模型

低地轨道环境中的原子氧对航天器材料的侵蚀导致材料的性能变坏甚至失效，原子氧的侵蚀机理和防护技术是当前空间环境效应研究的热点．在对原子氧效应机理已有理解的基础上，准确预测空间材料在低地轨道环境中由原子氧引起的侵蚀效应，可对设计者在工程选材和飞行器设计提供帮助。本文综述了近年来发展的原子氧与空间材料相互作用的理论模型和侵蚀速率预测模型，并对各种模型进行了分析，也指出了关于原子氧效应的研究重点．     

经验模态分解方法在航天器故障诊断中的应用

航天器自主和实时的在轨故障诊断一直是航天领域发展的瓶颈问题,对航天器运动部件的故障特征进行经验模态分解(EMD),有效提取失步故障特征,并得到基频,为黑箱工况下的航天器在轨故障诊断提供了实时的判断依据。另外通过EMD方法与FFT、小波分析的效果对比,验证了EMD方法在航天器运动部件故障诊断上的有效性和先进性。