《航天器設(shè)計(jì)》復(fù)習(xí)材料整理

1、航天器設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)思考題北京航空航天大學(xué) 宇航學(xué)院 飛行器設(shè)計(jì)專業(yè) 航天器設(shè)計(jì)期末復(fù)習(xí)思考題第一章 緒論1.各國(guó)獨(dú)立發(fā)射首顆衛(wèi)星時(shí)間。2. 什么是航天器設(shè)計(jì)？是工程設(shè)計(jì)的一個(gè)分支。在航天器設(shè)計(jì)中將應(yīng)用工程設(shè)計(jì)中的研究成果，并結(jié)合航天器設(shè)計(jì)領(lǐng)域的特殊問題進(jìn)一步深化工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容。以航天器為對(duì)象，為完成某一任務(wù)而進(jìn)行的工程設(shè)計(jì)。其活動(dòng)過程與工程設(shè)計(jì)過程相同，但要考慮航天器自身的特點(diǎn)和約束。3. 畫圖說明航天器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的層次關(guān)系并簡(jiǎn)述各組成部分的作用。作用：有效載荷分系統(tǒng)：衛(wèi)星上裝載的為直接實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星在軌運(yùn)行要完成的特定任務(wù)的儀器、設(shè)備和分系統(tǒng)稱為衛(wèi)星有效載荷。有效載荷是衛(wèi)星的核心部分，在衛(wèi)星設(shè)計(jì)中起主導(dǎo)

2、作用。在具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意與應(yīng)用系統(tǒng)的協(xié)調(diào)。結(jié)構(gòu)分系統(tǒng)：是航天器各受力和支承構(gòu)件的總稱。服務(wù)與支持系統(tǒng)：服務(wù)和支持系統(tǒng)是航天器有效載荷正常工作的必要條件。電源分系統(tǒng)：它具有發(fā)電、電能存儲(chǔ)、電源控制、電源電壓變換等功能。星上一般采用太陽(yáng)翼蓄電池組聯(lián)合電源，產(chǎn)生、儲(chǔ)存和調(diào)節(jié)電能，以滿足衛(wèi)星在整個(gè)飛行過程中的電力需求。熱控分系統(tǒng)：它通過組織和合理調(diào)配星上各部分之間熱量的吸收、存儲(chǔ)和傳遞，對(duì)星內(nèi)外熱量進(jìn)行管理與控制，以保證衛(wèi)星飛行各階段衛(wèi)星上儀器、設(shè)備的工作溫度均在要求的范圍內(nèi)，滿足衛(wèi)星上各分系統(tǒng)對(duì)熱環(huán)境的要求。姿態(tài)與軌道分系統(tǒng)：其主要任務(wù)是完成衛(wèi)星在軌運(yùn)行過程中所需的多種軌道和姿態(tài)機(jī)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)地定

3、向的衛(wèi)星姿態(tài)。推進(jìn)分系統(tǒng)：它是衛(wèi)星的動(dòng)力系統(tǒng)，與制導(dǎo)、導(dǎo)航及控制分系統(tǒng)配合，根據(jù)指令提供衛(wèi)星各種姿態(tài)的建立與保持、軌道控制和修正所需的動(dòng)力，使衛(wèi)星能按預(yù)定的控制方式工作。數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)：它是衛(wèi)星的總管，根據(jù)事先制定好的準(zhǔn)則控制各分系統(tǒng)的工作狀態(tài)，將地面發(fā)送的遙控指令按時(shí)分發(fā)到對(duì)應(yīng)的分系統(tǒng)，收集衛(wèi)星產(chǎn)生的遙測(cè)和數(shù)據(jù)信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行分類和編碼，為下傳到地面做好準(zhǔn)備；還為衛(wèi)星上各個(gè)分系統(tǒng)提供時(shí)間和頻率標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)控和通信（數(shù)據(jù)傳輸）分系統(tǒng)：主要功能是為衛(wèi)星的遙測(cè)、遙控和數(shù)據(jù)傳輸提供可靠的通道，使地面站能知道衛(wèi)星的飛行軌道、飛行和工作狀態(tài)，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的控制。4. 航天器設(shè)計(jì)的特點(diǎn)？（1）由運(yùn)載器

4、有效載荷引發(fā)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)：ü 慎用質(zhì)量和追求輕質(zhì)量的特點(diǎn)ü 航天器的總質(zhì)量只占運(yùn)載器總質(zhì)量的很少部分，對(duì)于衛(wèi)星而言為1左右。ü 運(yùn)載器發(fā)射后的全部?jī)r(jià)值都濃縮到航天器上。（2）追求小尺寸巧安排的特點(diǎn)ü 運(yùn)載器的運(yùn)載空間決定航天器只能占很小的空間。（3）適應(yīng)外層空間環(huán)境引發(fā)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。（4）由單件生產(chǎn)引發(fā)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。第二章 空間環(huán)境1. 近地空間環(huán)境由多種環(huán)境要素組成，其中對(duì)航天活動(dòng)存在較大影響的環(huán)境要素是什么？對(duì)航天活動(dòng)存在較大影響的近地空間環(huán)境要素：太陽(yáng)電磁輻射、地球中性大氣、地球電離層、地球磁場(chǎng)、空間帶電粒子輻射、空間碎片與微流星等。2. 航天器在近地軌

5、道中運(yùn)行受到的環(huán)境因素影響及這些因素所影響的分系統(tǒng)。u 太陽(yáng)電磁輻射和地球反照影響航天器的光照環(huán)境、熱設(shè)計(jì)中的外熱流標(biāo)準(zhǔn)以及對(duì)地觀測(cè)的光學(xué)背景主要影響熱控分系統(tǒng)、電源分系統(tǒng)。u l高層大氣密度影響低地球軌道航天器工作壽命的主要因素，主要影響姿態(tài)與軌道控制分系統(tǒng)，大氣輻射影響熱控分系統(tǒng)。u l地球電離層可以影響無線電波的傳播，主要影響測(cè)控和通信分系統(tǒng)。u l地磁場(chǎng)影響航天器姿態(tài)控制以及要求磁凈化的設(shè)備，主要影響姿態(tài)與軌道控制分系統(tǒng)u l空間帶電粒子輻射對(duì)航天器所使用的電子元器件、功能材料、儀器設(shè)備以及載人航天 中的航天員均能產(chǎn)生損傷作用，主要影響數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)。u l空間碎片與微流星使航天器面臨

6、著潛在的危害，主要影響結(jié)構(gòu)分系統(tǒng)？u l地球引力分布不均對(duì)航天器運(yùn)行軌道產(chǎn)生引力攝動(dòng)，影響軌道控制分系統(tǒng)。u l重力梯度對(duì)航天器產(chǎn)生擾動(dòng)力矩，影響姿態(tài)控制分系統(tǒng)。或者分開答具體：1）太陽(yáng)電磁輻射對(duì)近地軌道航天器的影響l對(duì)航天器溫控系統(tǒng)的影響：主要外熱源。l對(duì)航天器姿控系統(tǒng)的影響：lA.太陽(yáng)輻射和地氣輻射壓是航天器姿態(tài)控制中所必須考慮的因素之一。lB.太陽(yáng)輻射引起大氣密度的變化，使航天器所受阻力增加。l對(duì)航天器結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的影響：熱機(jī)械應(yīng)力l對(duì)航天器電源系統(tǒng)的影響：太陽(yáng)可見光和近紅外波段的光譜輻照度決定航天器太陽(yáng)電池方陣功率的精確計(jì)算。l對(duì)航天器通信系統(tǒng)的影響：短波和中波無線電信號(hào)衰落，甚至完全中斷

7、；背景噪聲的增強(qiáng)。l對(duì)航天遙感器、探測(cè)器的影響：光學(xué)背景、材料性能、光學(xué)遙感系統(tǒng)污染。l對(duì)人體和生物體的影響：人體器官和眼睛有不同的損傷，誘發(fā)皮膚癌。2）. 空間大氣對(duì)航天器的影響l大氣阻力影響航天器的軌道，進(jìn)而影響航天器的運(yùn)行壽命l高真空的影響：壓力差；真空放電；真空出氣；材料蒸發(fā)、升華和分解；粘著和冷焊；真空泄露；熱交換方式的限制（當(dāng)氣壓降至10-3Pa以下時(shí)，氣體的傳導(dǎo)和對(duì)流傳熱便可忽略不計(jì)。此時(shí)，航天器與空間環(huán)境的熱交換幾乎完全以輻射形式進(jìn)行）。3). 電離層對(duì)航天活動(dòng)的影響l對(duì)航天器通信系統(tǒng)的影響：電波時(shí)延、信號(hào)衰落、通信質(zhì)量下降、電波信號(hào)丟失和產(chǎn)生噪聲。l對(duì)航天器定軌系統(tǒng)的影響：電

8、波信號(hào)頻率發(fā)生偏移l對(duì)航天器軌道和姿態(tài)的影響：阻力增大l對(duì)航天器電源系統(tǒng)的影響：電流泄露和弧光放電l航天器充電效應(yīng)：表面充電和內(nèi)部充電4). 近地空間磁場(chǎng)對(duì)航天器的影響l影響航天器軌道和姿態(tài)l影響航天器上磁性儀器的測(cè)試精度l可利用空間磁場(chǎng)控制航天器的姿態(tài)5). 空間高能粒子對(duì)航天器的影響l空間輻射效應(yīng)（總電離劑量效應(yīng)、單粒子效應(yīng)）：高能帶電粒子與航天器上所使用的電子元器件和功能材料的相互作用，引發(fā)特殊的空間輻射效應(yīng)如總電離劑量效應(yīng)、單粒子效應(yīng)等l空間高能帶電粒子對(duì)航天器的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是對(duì)航天器的功能材料、電子元器件、生物及航天員的總劑量效應(yīng)，二是對(duì)大規(guī)模集成電路等微電子器件的單粒

9、子效應(yīng)。l太陽(yáng)質(zhì)子事件、沉降粒子的注入，使電離層電子密度增加，造成通信、測(cè)控和導(dǎo)航等的嚴(yán)重干擾。6). 空間碎片和微流星對(duì)航天器的影響l威脅載人航天飛行安全l造成在軌航天器損毀；撞毀航天器；破壞熱控涂層；(熱控分系統(tǒng))損壞太陽(yáng)電池陣。（電源分系統(tǒng)）7）微重力對(duì)航天器系統(tǒng)的影響：分離及展開機(jī)構(gòu)失效；影響航天員的生理機(jī)能及飛行生活；對(duì)熱交換的影響。第三章 航天器設(shè)計(jì)方法學(xué)1.航天工程系統(tǒng)論的概念系統(tǒng)論認(rèn)為系統(tǒng)是世界上一切事物存在的方式航天器本身是一個(gè)系統(tǒng)，航天器的應(yīng)用又是另一個(gè)層面的系統(tǒng)。因此，航天器的設(shè)計(jì)時(shí)面向工程和應(yīng)用的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。航天器設(shè)計(jì)首先需要從系統(tǒng)論的觀點(diǎn)出發(fā)，從不同的系統(tǒng)層面，滿足不同

10、任務(wù)需求。2.航天器設(shè)計(jì)程序3.航天器任務(wù)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和內(nèi)容航天器任務(wù)設(shè)計(jì)的目的：將航天任務(wù)的文字描述轉(zhuǎn)換成可以量化的技術(shù)指標(biāo)和功能要求。航天器任務(wù)設(shè)計(jì)的內(nèi)容：l l有效載荷（科學(xué)儀器、航天員）l l航天器（衛(wèi)星、飛船等）l l運(yùn)輸系統(tǒng)（運(yùn)載火箭、再入與著陸器）l l運(yùn)行軌道（地球軌道、星際探測(cè)器軌道）l l地面設(shè)施（測(cè)控與通信、地面接收站）第四章 有效載荷1. 衛(wèi)星有效載荷的分類l 一般可分為：科學(xué)探測(cè)和實(shí)驗(yàn)類、信息獲取類、信息傳輸類、信息基準(zhǔn)類。l 按涉及的專業(yè)領(lǐng)域分類：光學(xué)遙感器、微波遙感器等。l 按應(yīng)用分類：通信衛(wèi)星有效載荷、氣象衛(wèi)星有效載荷、地球資源衛(wèi)星有效載荷、海洋衛(wèi)星有效載荷、導(dǎo)航

11、衛(wèi)星有效載荷、偵查衛(wèi)星有效載荷、科學(xué)衛(wèi)星有效載荷、技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星有效載荷等。2.衛(wèi)星有效載荷設(shè)計(jì)的一般原則l 理解用戶需求，確定總體技術(shù)指標(biāo)l 研究各種限制條件，選擇有效載荷方案l 合理分配技術(shù)指標(biāo)l 通過仿真和試驗(yàn)來驗(yàn)證優(yōu)化設(shè)計(jì)3. 衛(wèi)星有效載荷設(shè)計(jì)的一般技術(shù)要求（1）對(duì)環(huán)境適應(yīng)性的要求 §能適應(yīng)力學(xué)環(huán)境要求 §能適應(yīng)失重狀態(tài)要求 §能適應(yīng)真空狀態(tài)要求 §能適應(yīng)溫度變化要求 §能適應(yīng)空間輻射環(huán)境要求（2）質(zhì)量、體積、功耗與可靠性要求（3）必須滿足與衛(wèi)星平臺(tái)之間的特定關(guān)系（4）必須滿足與應(yīng)用系統(tǒng)之間的特定關(guān)系4. 各種衛(wèi)星有效載荷的基本組成和工作

12、原理（1）通信衛(wèi)星： 基本組成：1)轉(zhuǎn)發(fā)器：實(shí)質(zhì)是一臺(tái)寬頻帶的收發(fā)信機(jī)。§ 2)天線：用于衛(wèi)星通信信號(hào)收發(fā)。有時(shí)可完成測(cè)控信號(hào)的收發(fā)。分為：全球波束、半球波束、區(qū)域波束、點(diǎn)波束、多波束以及賦形可變波束天線等。工作原理：天線接收上行信號(hào)，送到轉(zhuǎn)發(fā)器對(duì)信號(hào)進(jìn)行加工，再由天線將加工后的信號(hào)作為下行信號(hào)發(fā)出，完成通信信號(hào)的中繼轉(zhuǎn)發(fā)。（2）地球資源衛(wèi)星：有效載荷：各類遙感器以及遙感傳輸設(shè)備。遙感器大致可分為：多光譜類、成像光譜儀類、高空間分辨率類和合成孔徑雷達(dá)類。（3）氣象衛(wèi)星：有效載荷指星上用于氣象信息獲取、處理、存儲(chǔ)及發(fā)送的設(shè)備。主要包括：遙感器（掃描輻射成像儀、大氣探測(cè)儀）、實(shí)時(shí)信息處理

13、器、大容量數(shù)據(jù)記錄器及發(fā)射機(jī)等（4）海洋衛(wèi)星：有效載荷包括不同種類的光學(xué)遙感器（海洋水色掃描儀、CCD成像儀）和微波遙感器（雷達(dá)高度計(jì)、微波散射計(jì)）。（5）導(dǎo)航衛(wèi)星：？衛(wèi)星導(dǎo)航的基本作用是向各類用戶實(shí)時(shí)提供準(zhǔn)確、連續(xù)的位置、速度和時(shí)間信息。分類：低軌測(cè)速導(dǎo)航系統(tǒng)（第一代）、全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)（GPS、GLONASS）、全球同步衛(wèi)星無線電測(cè)定系統(tǒng)（“北斗”）。l 低軌測(cè)速導(dǎo)航系統(tǒng)：利用地面用戶終端機(jī)測(cè)定導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射載波的多普勒頻移，確定衛(wèi)星在不同時(shí)刻的兩個(gè)位置至用戶位置的距離差，得出旋轉(zhuǎn)雙曲面的基本導(dǎo)航方程；根據(jù)衛(wèi)星在每時(shí)刻的軌道位置并利用多組基本導(dǎo)航方程解出用戶的位置l 全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)：用戶同

14、時(shí)接收四顆衛(wèi)星的編碼信號(hào)，測(cè)量這四顆星各自到用戶的偽距，并由解讀衛(wèi)星廣播的導(dǎo)航電文得到衛(wèi)星的位置，從而進(jìn)行定位。l 全球同步衛(wèi)星無線電測(cè)定系統(tǒng)：地面中心通過兩顆衛(wèi)星上的C/S轉(zhuǎn)發(fā)器向用戶發(fā)送誰(shuí)要定位的詢問信號(hào)，需要定位的用戶接收到任一顆衛(wèi)星的詢問信號(hào)后，即可響應(yīng)詢問，發(fā)出定位申請(qǐng)；地面中心站收到來自兩顆衛(wèi)星L/C轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)的應(yīng)答信號(hào)，即可測(cè)定地面中心站分別經(jīng)兩顆衛(wèi)星到用戶的距離和。由于衛(wèi)星位置可通過測(cè)軌獲得，便可導(dǎo)出用戶至每顆衛(wèi)星的距離；利用存儲(chǔ)在地面中心站數(shù)據(jù)庫(kù)中的地形數(shù)字高程，算出用戶所在的位置，通過其中一顆衛(wèi)星通知用戶，完成定位。 （6）偵察衛(wèi)星l 成像偵查衛(wèi)星有效載荷§1、膠片

15、相機(jī)§2、傳輸型相機(jī)§3、合成孔徑雷達(dá)(SAR)l 電子偵察衛(wèi)星有效載荷§1、天線§2、接收機(jī)§3、信號(hào)處理設(shè)備l 導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星：紅外探測(cè)儀l 海洋監(jiān)測(cè)衛(wèi)星：雷達(dá)，無線電接收機(jī)，紅外探測(cè)器等偵察設(shè)備（7）科學(xué)衛(wèi)星：1、空間帶電粒子探測(cè)器§2、空間輻射效應(yīng)探測(cè)器§3、太陽(yáng)輻射探測(cè)器各種儀器第五章 總體設(shè)計(jì)自己看例子的過程！ 第六章 電源分系統(tǒng)1.畫出電源分系統(tǒng)基本構(gòu)型圖，并列舉每部分可能的選項(xiàng)2.不同類型、不同壽命的衛(wèi)星對(duì)能源的種類要求不同，請(qǐng)分別說明各種類型和壽命的衛(wèi)星使用的電源類型。不同壽命的衛(wèi)星對(duì)能源的種類要求不同。l

16、§僅幾天到十幾天壽命的航天器選擇銀鋅蓄電池或鋰電池；l §執(zhí)行短期飛行任務(wù)的大功率（幾千瓦至幾十千瓦）飛行器，尤其是載人飛船，氫氧燃料電池組是最好的選擇；l §核電源適用于在光照條件差、溫度高或有塵埃流的惡劣空間環(huán)境條件下工作的衛(wèi)星，多用于行星探測(cè)和某些長(zhǎng)壽命的軍事衛(wèi)星；l §壽命為幾個(gè)月、幾年、十幾年的衛(wèi)星來說，功率為幾千瓦到上萬(wàn)瓦的衛(wèi)星來說，往往選擇太陽(yáng)電池陣。3.簡(jiǎn)要說明太陽(yáng)電池陣構(gòu)型及組成l 定義：將太陽(yáng)電池片有序排列、黏貼在基板上，并連接成為電氣整體，具有輸出引線，就形成太陽(yáng)電池陣。l 種類：體裝式太陽(yáng)電池陣和展開式太陽(yáng)電池陣l 展開式：對(duì)日跟

17、蹤定向太陽(yáng)翼和固定式，前者設(shè)機(jī)構(gòu)對(duì)日定向，后者一般依靠星體對(duì)日定向。l 對(duì)日跟蹤定向：?jiǎn)屋S對(duì)日定向和雙軸對(duì)日定向l 太陽(yáng)電池陣一般組成：電氣系統(tǒng)和基板§（展開平板式的太陽(yáng)電池陣還具有展開釋放鎖緊機(jī)構(gòu)、連接支撐架、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等部件。）4.目前衛(wèi)星用的儲(chǔ)能裝置有哪兩種？化學(xué)儲(chǔ)能和機(jī)械儲(chǔ)能5. 衛(wèi)星供配電有哪些體制？三種：有集中、分散和分級(jí)。6. 衛(wèi)星電纜網(wǎng)的作用和基本構(gòu)成作用：實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備、部件外部電性連接，擔(dān)負(fù)著饋電和各類電信號(hào)傳輸任務(wù)?；緲?gòu)成：電連接器、導(dǎo)線束或成形電纜（扁平電纜、高額同軸電纜）等。第七章 熱控制分系統(tǒng)1.航天器熱控系統(tǒng)的任務(wù)衛(wèi)星熱設(shè)計(jì)的任務(wù)就根據(jù)衛(wèi)星飛行任務(wù)的要求以

18、及衛(wèi)星工作期間所要經(jīng)受的內(nèi)、外熱負(fù)荷的狀況。采取各種熱控措施來組織衛(wèi)星內(nèi)、外的熱交換過程，保證衛(wèi)星在整個(gè)運(yùn)行期間所有的儀器設(shè)備、生物和結(jié)構(gòu)件的溫度水平都保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。2. 各種熱控措施的組成和工作原理分為主動(dòng)熱控制技術(shù)和被動(dòng)熱控制技術(shù)兩大類。l 被動(dòng)熱控制技術(shù)包括：熱控涂層、多層隔熱材料、熱管、相變材料、導(dǎo)熱填料、軟質(zhì)泡沫塑料、導(dǎo)熱膠等。l 主動(dòng)熱控制技術(shù)包括：電加熱恒溫裝置、熱控百葉窗、接觸式熱開關(guān)、可控?zé)峁?、風(fēng)冷系統(tǒng)、液體冷卻回路子系統(tǒng)等。2.1被動(dòng)熱控制技術(shù)n被動(dòng)熱控制是依靠選擇熱控材料、器件和合理的總體布局來控制航天器熱交換的技術(shù)。優(yōu)點(diǎn)：無運(yùn)動(dòng)部件，又無須消耗電能，具有技術(shù)簡(jiǎn)單，

19、運(yùn)行可靠。壽命長(zhǎng)及經(jīng)濟(jì)性能好等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)：本身沒有自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度的能力，不能克服衛(wèi)星內(nèi)、外熱流變化帶來的對(duì)儀器設(shè)備的影響。2.1.1熱控涂層（輻射散熱）熱控涂層控溫原理：對(duì)于一絕熱平面，若只考慮輻射換熱，該平面的熱平衡溫度：由 得：2.1.2 多層隔熱材料組成：反射屏、間隔層和定型件用來保溫或隔熱n當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)小于1×10-5W/(mK)n反射層一般使用鍍金屬材料的塑料薄膜，表面發(fā)射率0.020.06。塑料薄膜材料常用滌綸薄膜和聚酰亞胺薄膜，常用薄膜厚度為620m。n間隔層：常用低導(dǎo)熱率的質(zhì)地疏松的纖維紙或織物制成原理：在理想情況下（屏間真空，彼此不接觸），多層隔熱材料的外層反射屏只能

20、通過輻射向內(nèi)層反射屏傳熱，由于每層反射屏的表面發(fā)射率很低，所以向內(nèi)輻射的熱量很少，這樣經(jīng)過多層反射屏的作用，達(dá)到保溫或隔熱的效果。2.1.3熱管熱管是一種利用工質(zhì)的相變和循環(huán)流動(dòng)而工作的傳熱器件，其典型結(jié)構(gòu)如圖所示組成：管殼、工質(zhì)和具有毛細(xì)結(jié)構(gòu)的管芯n 工作原理：熱能在蒸發(fā)段從外熱源經(jīng)管壁傳給工作液體，液體蒸發(fā)后成為蒸汽流向另一端，在冷凝段蒸汽凝結(jié)成液體放出的熱量再經(jīng)過管壁傳給冷源，而液體沿管芯在毛細(xì)力的作用下，再回流到蒸發(fā)段，如此循環(huán)不已，可不斷地將熱量從蒸發(fā)段傳遞到冷凝段。2.1.4相變材料利用相變時(shí)放出或吸收的相變潛熱，達(dá)到保持儀器設(shè)備溫度在要求范圍內(nèi)的材料,航天上常用的相變材料為石蠟類

21、材料 2.1.5導(dǎo)熱填料影響接觸熱阻的因素主要：接觸表面材料；接觸壓力；接觸表面粗糙度和不平度；接觸面間的填充材料等。常用的：金屬箔、導(dǎo)熱脂和導(dǎo)熱硅橡膠等。2.1.6軟質(zhì)泡沫塑料軟質(zhì)泡沫塑料是一種多孔輕質(zhì)聚胺脂固體材料，這種材料孔的尺寸小，其內(nèi)氣體對(duì)流傳熱可以忽略，所以它主要通過固體和氣體導(dǎo)熱以及輻射的方式傳熱。軟質(zhì)泡沫塑料的密度比多層隔熱材料小得多，在密封艙內(nèi)隔熱時(shí)，常用軟質(zhì)泡沫塑料。2.2主動(dòng)熱控技術(shù)主動(dòng)熱控制技術(shù)是指當(dāng)航天器內(nèi)、外熱流狀況發(fā)生變化時(shí)，通過某種自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)使航天器內(nèi)的儀器設(shè)備的溫度保持在指定范圍內(nèi)的熱控技術(shù)。優(yōu)點(diǎn)：具有一定的溫度調(diào)節(jié)能力，可大大減少由于熱源變化而引起的儀器設(shè)

22、備溫度的波動(dòng)。2.2.1 輻射式主動(dòng)熱控方法主要是通過控制輻射熱阻的方法來對(duì)星上儀器或某一艙段進(jìn)行溫度控制（如熱控百葉窗、熱控旋轉(zhuǎn)盤）2.2.2傳導(dǎo)式主動(dòng)熱控方法n傳導(dǎo)式主動(dòng)熱控技術(shù)是通過控制傳導(dǎo)途徑上的熱阻來實(shí)現(xiàn)控溫的。接觸式熱開關(guān)、可控?zé)峁埽勺儫釋?dǎo)熱管、熱二極管、熱管式熱開關(guān)）2.2.3對(duì)流式主動(dòng)熱控方法對(duì)流熱控制是利用流體對(duì)流換熱的方法對(duì)衛(wèi)星內(nèi)部整體或局部實(shí)施熱控。對(duì)流式主動(dòng)熱控需要注意的問題：保持密封；強(qiáng)迫對(duì)流消耗電能并且系統(tǒng)復(fù)雜。n優(yōu)點(diǎn)：換熱能力強(qiáng)。n包括：氣體循環(huán)系統(tǒng)、液體循環(huán)系統(tǒng)、兩相流體回路系統(tǒng)其中液體冷卻回路常用于再忍飛船中：3. 常用的外熱流模擬設(shè)備常用的外熱流模擬設(shè)備：

23、紅外加熱籠、紅外燈、康銅加熱片與太陽(yáng)模擬器。4. 簡(jiǎn)要說明再入飛行器的兩種防熱途徑載入防熱方法：吸熱式防熱、輻射式防熱和燒蝕防熱（共三種?。?.1 熱容吸熱式防熱結(jié)構(gòu)利用防熱層材料的熱容量吸收大部分氣動(dòng)熱的一種防熱方法。n機(jī)理：在返回艙結(jié)構(gòu)的外面包覆一層熱容量較大的材料，這層材料吸收大部分進(jìn)入返回艙表面的氣動(dòng)熱，從而使傳入結(jié)構(gòu)內(nèi)部的熱量減小。n基本特點(diǎn)：防熱層的總質(zhì)量與傳入的總熱量成正比；防熱層表面形狀和物理狀態(tài)不變；這種防熱方式所用的材料或受熔點(diǎn)的限制，或受氧化破壞的限制。n缺點(diǎn)：效率不高n優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單易行4.2輻射式防熱結(jié)構(gòu) 組成：1）蒙皮，主要功能用以輻射散熱，外表面要處理成具有較大輻射系

24、數(shù)（0.8）的特性，向內(nèi)表面的輻射系數(shù)應(yīng)盡可能低；2）隔熱材料，功能是將外蒙皮與內(nèi)部結(jié)構(gòu)隔開，并阻止熱量向內(nèi)部傳遞，材料熱導(dǎo)率要??；3）飛行器本體結(jié)構(gòu)；4）除此以外，還有將以上三部分連成整體的連接體。n特點(diǎn)：輻射防熱結(jié)構(gòu)只能在熱流密度較小的條件下使用；輻射防熱結(jié)構(gòu)雖受熱流密度限制，但不受加熱時(shí)間的限制；輻射防熱結(jié)構(gòu)外形不變，可以重復(fù)使用。（航天飛機(jī)防熱瓦）4.3燒蝕防熱結(jié)構(gòu)燒蝕：就是材料在再入的熱環(huán)境中發(fā)生的一系列物理、化學(xué)反應(yīng)的總稱，在燒蝕過程中，利用材料質(zhì)量的損耗，獲得了吸收氣動(dòng)熱的效果。組成：燒蝕層、隔熱層和內(nèi)部的承力結(jié)構(gòu)。第八章 測(cè)控與通信分系統(tǒng)1. 說明用戶衛(wèi)星在星上時(shí)鐘有時(shí)間誤差的

25、情況下，通過4顆GPS衛(wèi)星進(jìn)行精確定軌的原理2. 航天器測(cè)控系統(tǒng)的任務(wù)是什么？測(cè)控與通信系統(tǒng)的任務(wù)是對(duì)航天器進(jìn)行跟蹤、測(cè)軌、定位、遙測(cè)、遙控和通信。測(cè)控系統(tǒng)的任務(wù)是對(duì)航天器進(jìn)行跟蹤、遙測(cè)和遙控。通信是測(cè)控之外的另一個(gè)星地?cái)?shù)據(jù)系統(tǒng)，主要目的用來傳輸航天器上有效載荷取得的高速率數(shù)據(jù)。3.地面測(cè)控網(wǎng)對(duì)衛(wèi)星測(cè)距與測(cè)速的原理測(cè)距：測(cè)速：4. 衛(wèi)星測(cè)控通信分系統(tǒng)的組成及工作原理廣義的測(cè)控與通信系統(tǒng)是航天技術(shù)的大系統(tǒng)之一，包括航天器本體中的測(cè)控通信分機(jī)和地面通訊設(shè)備（運(yùn)載與航天器測(cè)控網(wǎng)）。地面站（包括船隊(duì)）和航天測(cè)控中心組成航天測(cè)控網(wǎng)。由航天測(cè)控中心完成地面站的統(tǒng)一管理，數(shù)據(jù)的統(tǒng)一處理，命令的統(tǒng)一編排。工作

26、原理：？n第九章 航天器數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)1. 航天型號(hào)軟件研制過程模型可分成那幾種類型？軟件瀑布模型軟件增量模型軟件快速原型模型軟件螺旋模型2. 說明航天型號(hào)軟件的特點(diǎn)。3. . 數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)的組成和主要功能航天器數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)是將航天器的遙測(cè)、遙控、程控、自主控制和管理等功能綜合在一個(gè)以微處理機(jī)為主的系統(tǒng)中去實(shí)現(xiàn)。數(shù)管系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)航天器的運(yùn)營(yíng)管理和在軌維護(hù)。組成：數(shù)管分系統(tǒng)是由硬件、軟件、固件組成。功能：遙控功能。接收、解調(diào)和處理來自射頻信道的上行遙控指令和數(shù)據(jù)，完成遙控驗(yàn)證后，將指令和數(shù)據(jù)分配到航天器各分系統(tǒng)；遙測(cè)功能。采集航天器工程遙測(cè)數(shù)據(jù)和有效載荷遙測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行處理、存儲(chǔ)，并匯集所有需經(jīng)遙測(cè)

27、下行信道傳送的信息，實(shí)施格式化或包裝處理，完成信道編碼和副載波調(diào)制后送遙測(cè)下行信道；程序控制功能。按設(shè)計(jì)要求發(fā)送延時(shí)指令或程控指令，產(chǎn)生自主控制命令，以實(shí)現(xiàn)航天器的自主控制和管理；星上時(shí)間基準(zhǔn)功能。產(chǎn)生航天器時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)和航天器時(shí)鐘，并向各分系統(tǒng)分配時(shí)間信息和定時(shí)信號(hào)，為分系統(tǒng)提供事件計(jì)時(shí)；內(nèi)務(wù)管理功能。即對(duì)數(shù)管系統(tǒng)自身實(shí)施監(jiān)控，進(jìn)行冗余和容錯(cuò)管理有效載荷管理功能。為其它分系統(tǒng)提供專用的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)格式，支持各分系統(tǒng)間的信息交換和信息共享，這一功能依航天器飛行任務(wù)而異，繁簡(jiǎn)差別很大；姿態(tài)與軌道控制功能。有的航天器數(shù)管系統(tǒng)還具有姿態(tài)和軌道控制的功能以及實(shí)施航天器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的管理和交互支持；

28、測(cè)試服務(wù)功能。在航天器各類大型試驗(yàn)中支持完成航天器的測(cè)控任務(wù)。第十章 姿態(tài)軌道控制分系統(tǒng)1. 軌道確定的任務(wù)是什么。解釋說明軌道6要素的含義。軌道確定的任務(wù)是研究如何確定航天器的位置和速度，有時(shí)也稱為空間導(dǎo)航，簡(jiǎn)稱導(dǎo)航;六要素：2. 說明航天器控制系統(tǒng)的組成及各組成部分的功能。航天器控制系統(tǒng)由敏感器、控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分組成：1)敏感器用以測(cè)量某些絕對(duì)的或相對(duì)的物理量；2)控制器擔(dān)負(fù)起信號(hào)處理的任務(wù)；3)執(zhí)行機(jī)構(gòu)起控制作用，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力裝置產(chǎn)生控制信號(hào)所要求的運(yùn)動(dòng);這三部分統(tǒng)稱為控制硬件，而用于完成測(cè)量和控制任務(wù)所需的算法稱為軟件。3. 說明航天器雙矢量定姿的工作原理?4. 請(qǐng)寫出姿態(tài)敏感器按不同的方位基準(zhǔn)的分類及其工作原理。按不同的方位基準(zhǔn)分類:1)以地球?yàn)榛鶞?zhǔn)方位：紅外地平儀，地球反照敏感器；2)以天體為基準(zhǔn)方位：太陽(yáng)敏感器，星敏感器；3)以慣性空間為基準(zhǔn)方位：陀螺，加速度計(jì)；4)以地面站為基準(zhǔn)方位：射頻敏感器；5)其他：磁強(qiáng)計(jì)（以地磁場(chǎng)為基準(zhǔn)方位），陸標(biāo)敏感器（以地貌為基準(zhǔn)方位）原理：太多了！5. 試說明飛輪控制的特點(diǎn)特點(diǎn)：l 飛輪可給出精確的連續(xù)變化的控制力矩，可進(jìn)行線性控制。因此飛輪的控制精度一般比噴氣推力器高一個(gè)數(shù)量級(jí)，且姿態(tài)誤差速率也比噴氣控制小。l 飛輪需要電能，可通過太陽(yáng)能電池在軌得到補(bǔ)充