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航天器基本特点与设计要求概述(四)———航天器的轨道设计、构形和可靠性 五院501部 吴开林 文摘 介绍了航天器各种运行轨道及返回轨道的特点和设计要求,阐述了航天器构形设计的主要内容,强调了航天器可靠性设计的重要性及实现的环节和基本原则。
关键词 航天器 特点 设计要求 轨道 构形 可靠性 一 航天器的轨道设计航天器的轨道设计分成运行轨道设计和返回轨道设计,任何一个航天器都有运行轨道的设计,而返回轨道的设计通常只适合返回式卫星和载人飞船。
11运行轨道航天器的轨道通常由6个轨道要素所决定,轨道设计根据任务要求合理地选择航天器的轨道要素。
航天器的轨道倾角和升交点的赤经决定了航天器轨道在空间的位置。
航天器的轨道设计并没有绝对的规则可循,有效的轨道设计需要清楚地理解轨道选择的依据,并且随着任务要求的改变或任务定义的完善,对轨道设计的依据应定期进行分析和评定。
根据卫星的不同任务,轨道的设计过程大致如下。
根据航天器的任务,轨道设计首先必须确定航天器轨道的类型。
为了设计轨道,往往将航天器的航天飞行任务分成几段,并按飞行任务的总体功能来区分各个任务段,每个轨道都有不同的选择标准。
图1是航天器轨道入轨图。
(1)转移轨道用来将卫星从一个轨道转移到另一个轨道时所经过的轨道。
例如,转移到地球同步轨道的转移轨道。
作为地球同步轨道的通信卫星,它必须要求运载火箭将通信卫星送到转移轨道,然后在转移轨道上由卫星自己送到地球同步轨道。
图1 航天器轨道入轨图(2)停泊轨道(等待轨道)这是一种临时轨道,是卫星为转移到另一条轨道而暂时停留的轨道。
这种轨道是为卫星在进行各种空间操作之间或在工作寿命末期的检查和储存提供一个安全而方便的场所。
这种轨道还可以用来衔接卫星发射后进入转移轨道之前的各个阶段的不同工作状态。
・24・・航天技术与产品・ 航天标准化2002年第4期 (3)空间基准轨道这是一种工作轨道,这种轨道的主要特征是处于空间某一个位置。
航天器总体设计（无平时成绩，考试试卷满分制，内容为21题中抽选13题）1、航天器研制及应用阶段的划分。
主要划分为工程论证、工程研制、发射、在轨测试与应用四个阶段。
1）工程论证阶段：开展任务分析、方案可行性论证工作。
2）工程研制阶段：包括方案设计阶段、初样设计与研制阶段、正样设计与研制阶段。
3）发射阶段：发射场测试及发射。
4）在轨测试与应用阶段：在轨测试阶段、在轨应用阶段。
2、航天工程系统的组成及各自的任务。
组成：航天工程系统是由航天器、航天运输系统、航天发射场、航天测控网、应用系统组成的完成特定航天任务的工程系统。
任务：1）航天器：指在地球大气层以外的宇宙空间执行探索、开发和利用太空以及地球以外天体的特定任务飞行器，又称空间飞行器。
2）航天运输系统：指在地球和太空之间或在太空中运送航天器、人员或物资的飞行器系统，包括运载器、运输器、轨道机动飞行器和轨道转移飞行器等。
3）航天发射场：系指发射航天器的基地，包括测试区、发射区、发射指挥控制中心、综合测量设施、勤务保障设施等。
4）航天测控网：系指对航天运输系统、航天器进行跟踪、测量、监视、指挥和控制的综合系统，包括发射指挥控制中心、测控中心、航天指挥控制中心、测控站和多种传输线路及设备。
5）应用系统：系指航天器的用户系统，一般是地面应用系统，如各类应用卫星的地面应用系统、载人航天器的地面应用系统、空间探测器的地面应用系统。
3、航天器总体设计概念及主要阶段划分。
概念：航天器总体设计是指为完成航天任务规定的目标所开展的以航天器为对象的一系列设计活动。
主要阶段划分：主要分为任务分析、总体方案可行性论证、总体方案设计、总体详细设计四个阶段。
总体详细设计又分为总体初样设计和总体正样设计。
4、航天器总体设计的基本原则。
满足用户需求的原则、系统整体性原则、系统层次性原则、研制的阶段性原则、创新性和继承性原则、效益性原则。
5、航天器技术从成熟程度上可分为哪四类技术，各自的含义。
航天器总体设计（无平时成绩，考试试卷满分制，内容为21题中抽选13题）1、航天器研制及应用阶段的划分。
主要划分为工程论证、工程研制、发射、在轨测试与应用四个阶段。
1）工程论证阶段：开展任务分析、方案可行性论证工作。
2）工程研制阶段：包括方案设计阶段、初样设计与研制阶段、正样设计与研制阶段。
3）发射阶段：发射场测试及发射。
4）在轨测试与应用阶段：在轨测试阶段、在轨应用阶段。
2、航天工程系统的组成及各自的任务。
组成：航天工程系统是由航天器、航天运输系统、航天发射场、航天测控网、应用系统组成的完成特定航天任务的工程系统。
任务：1）航天器：指在地球大气层以外的宇宙空间执行探索、开发和利用太空以及地球以外天体的特定任务飞行器，又称空间飞行器。
2）航天运输系统：指在地球和太空之间或在太空中运送航天器、人员或物资的飞行器系统，包括运载器、运输器、轨道机动飞行器和轨道转移飞行器等。
3）航天发射场：系指发射航天器的基地，包括测试区、发射区、发射指挥控制中心、综合测量设施、勤务保障设施等。
4）航天测控网：系指对航天运输系统、航天器进行跟踪、测量、监视、指挥和控制的综合系统，包括发射指挥控制中心、测控中心、航天指挥控制中心、测控站和多种传输线路及设备。
5）应用系统：系指航天器的用户系统，一般是地面应用系统，如各类应用卫星的地面应用系统、载人航天器的地面应用系统、空间探测器的地面应用系统。
3、航天器总体设计概念及主要阶段划分。
概念：航天器总体设计是指为完成航天任务规定的目标所开展的以航天器为对象的一系列设计活动。
主要阶段划分：主要分为任务分析、总体方案可行性论证、总体方案设计、总体详细设计四个阶段。
总体详细设计又分为总体初样设计和总体正样设计。
4、航天器总体设计的基本原则。
满足用户需求的原则、系统整体性原则、系统层次性原则、研制的阶段性原则、创新性和继承性原则、效益性原则。
5、航天器技术从成熟程度上可分为哪四类技术，各自的含义。
航天器制造标准一、引言航天器制造是一项高度复杂、精细且具有高度风险的工程。
为了确保航天器的安全和可靠性，制定一系列的标准和规程是非常必要的。
本文将从航天器设计、材料选择、工艺流程、质量控制等方面，详细论述航天器制造的标准及规程。
二、航天器设计航天器设计是航天器制造过程中的第一个关键环节。
在设计阶段需要遵循以下标准：1. 功能性标准：航天器设计应满足预定任务的功能要求，包括载荷容量、卫星轨道、姿态控制等。
2. 结构强度标准：航天器设计应满足特定的气动载荷、振动、冲击等力学性能要求，以确保航天器在运行中不出现破损或失效。
3. 电子系统标准：航天器设计应满足电子系统的稳定性、电磁兼容性和抗干扰能力要求，以确保电子设备正常运行。
4. 环境适应性标准：航天器设计应满足太空环境的极端温度、真空、辐射等要求，以确保航天器在不同环境下能够正常运行。
三、材料选择航天器制造中材料选择具有重要的影响。
材料应满足以下标准：1. 高温抗氧化：航天器在再入大气层时会面临高温和氧化环境，因此材料应具有较高的高温抗氧化能力。
2. 低渗透性：航天器应具备一定的密封性，不会因外部环境的变化而泄露。
3. 耐辐射能力：航天器在太空中会受到高能粒子的辐射，材料应具备较高的耐辐射能力，以保护航天器内的电子设备。
4. 轻质高强度：航天器在发射过程中需要克服地球引力，因此材料应具备较高的轻质高强度特性，以减少质量并提高载荷能力。
四、工艺流程航天器制造的工艺流程应遵循以下标准：1. 清洁度标准：航天器制造的每个环节都需要严格控制环境的洁净度，以防止外部杂质的污染。
2. 焊接标准：航天器中的金属部件需要进行焊接，焊接过程应满足高可靠性和高质量的要求，以确保焊缝的牢固性。
3. 表面处理标准：航天器表面需经过特殊处理，以提高耐腐蚀性和防止电气接触问题。
4. 组装标准：航天器组装需要精确控制每个组件的位置和运动关系，以确保整个航天器的准确性和稳定性。
五、质量控制质量控制是航天器制造过程中非常重要的一环，应遵循以下标准：1. 质量检验标准：航天器制造中的每个步骤都需要进行严格的质量检验，确保航天器符合设计要求。
航天设计总览及岗位职责（共7篇）第一篇：引言本文档旨在提供一个全面的航天设计总览，并详细阐述各个岗位的职责。
航天设计是一个复杂且专业的过程，需要多学科知识的结合。
本文档将帮助读者理解航天设计的基本概念、流程以及各个岗位的重要职责。
第二篇：航天设计基础2.1 航天设计概述航天设计是指从航天器概念形成到发射的全过程。
这个过程包括航天器的总体设计、分系统设计、详细设计和生产。
总体设计涉及航天器的任务目标、轨道设计、结构设计等；分系统设计包括推进系统、热控系统、通信系统等；详细设计则是具体到每一个部件的设计；生产阶段则是将设计转化为实际产品。
2.2 航天设计流程航天设计流程通常包括以下几个阶段：1. 需求分析：确定航天器的任务目标、性能指标等。
2. 方案设计：提出总体设计方案，包括轨道、结构、动力系统等。
3. 初步设计：对方案进行细化，形成初步设计方案。
4. 详细设计：完成各个分系统的设计，并进行总体协调。
5. 生产制造：按照设计图纸生产出实际的航天器。
6. 发射前测试：对航天器进行全面测试，确保其性能符合要求。
7. 发射与监控：将航天器送入预定轨道，并监控其运行状态。
第三篇：岗位职责3.1 总体设计师总体设计师是航天设计团队的核心成员，负责航天器的总体设计。
其主要职责包括：- 负责航天器的任务分析与需求确定。
- 提出航天器的总体设计方案，包括轨道、结构、动力系统等。
- 负责航天器各分系统设计的协调与整合。
3.2 分系统设计师分系统设计师负责航天器某一特定分系统的设计，如推进系统、热控系统、通信系统等。
其主要职责包括：- 提出分系统的设计方案，并完成详细设计。
- 负责分系统的生产制造和测试。
3.3 结构设计师结构设计师负责航天器的结构设计。
其主要职责包括：- 提出航天器的结构设计方案，并完成详细设计。
- 负责结构件的生产制造和测试。
3.4 动力系统设计师动力系统设计师负责航天器的动力系统设计。
其主要职责包括：- 提出动力系统的设计方案，并完成详细设计。
飞行器总体设计重要知识点飞行器总体设计是航空航天工程中的关键环节，它涉及到飞行器的结构布局、性能参数、各种系统的集成以及整体设计思路等方面。
本文将介绍飞行器总体设计的重要知识点，以便读者能够了解到飞行器总体设计的基本原理和关键要点。
一、飞行器总体设计概述飞行器总体设计是指在飞行器的研制过程中，根据设计需求和性能要求，对飞行器的外形、结构和性能进行综合设计的过程。
总体设计是一个系统工程，需要考虑飞行器的任务和使用环境，以及材料、结构、动力、控制、通信等多个方面因素的综合考虑。
二、飞行器外形设计飞行器外形设计是指根据飞行器的使用需求和性能要求，确定飞行器的外部轮廓、舱位布置和外部附件的位置等。
外形设计需要考虑飞行器的气动特性，如气动稳定性和抗阻等方面的要求。
同时还要考虑机载设备的布置，以及乘员或货物的舱位布置，以实现良好的使用性能。
三、飞行器结构设计飞行器的结构设计是指确定飞行器的内部结构和部件，以及安装和连接方式等。
结构设计需要考虑飞行器的强度、刚度和抗疲劳性等性能要求。
同时，还需满足飞行器的重量和材料耐久性等要求。
此外，结构设计还需要保证飞行器的便于制造和维修，以及符合航空法规和标准。
四、飞行器性能参数设计飞行器的性能参数设计是指对飞行器的各项性能参数进行科学合理的确定。
性能参数设计包括飞行速度、爬升率、航程、续航时间、载荷能力等方面的要求。
性能参数设计需要考虑飞行器的任务和使用环境，以及动力系统和控制系统等的匹配。
同时，还需考虑飞行器的经济性和环境适应性等方面的要求。
五、飞行器系统集成设计飞行器系统集成设计是指将各个系统（如动力系统、控制系统、通信系统等）有机地组合在一起，以实现整机性能要求和设计目标的过程。
系统集成设计需要考虑各个系统之间的协调性和相互作用，以及系统之间的接口和数据交换等。
同时，还需满足飞行器整体设计的要求，保证飞行器的安全性和可靠性。
六、飞行器总体设计思路飞行器总体设计需要遵循一定的思路和方法。
02 航天学院序号：课程编号：02M001课程名称：线性系统理论任课教师：周军刘莹莹英文译名：Linear System Theory先修要求：《线性代数》和《矩阵论》中任一门、《复变函数》内容简介：《线性系统理论》是控制类、系统工程类、电类、计算机类、机电类等许多学科专业硕士研究生的一门公共基础理论课，是控制、信息、系统方面系列理论课程的先行课。
《线性系统理论》是最优估计、最优控制、系统辨识、自适应控制等现代控制理论的基础，系统讲述线性系统的运动规律，揭示系统中固有的结构特性，建立系统的结构、参数与性能之间的定性和定量关系，以及为改善系统性能，满足工程指标要求而采取的各类控制器设计方法。
具体的内容包括：线性系统的状态空间描述、状态空间描述与传递函数描述的关系、线性系统的运动分析、能控性、能观性、稳定性理论、线性反馈系统的状态空间综合方法、线性鲁棒性控制基本理论、线性系统的基本代数理论，以及多变量频域设计方法等。
主要参考书：（1）《线性系统理论》阙志宏主编，西安西北工业大学出版社，1995；（2）《现代控制理论引论》周凤歧等，北京国防工业大学出版社，1988；（3）《线性理论》郑大中编著，北京清华大学出版社；（4）《线性系统理论与设计》[美]陈启宗，科学出版社，1988。
序号：课程编号：02M900课程名称：专业英语任课教师：周军英文译名：Professional English先修要求：专业方面的课程内容简介：本课程作为一种基本的专业英语技能，在阅读和学习与本专业的相关的国外文献资料时，发挥着重要的作用。
因此，主要学习和掌握专业外语的基本语法、句法和结构，通过这门课的学习，期望学生能掌握专业英语的特点；扩大专业英语词汇量，尤其关于本专业有关导弹、航天器、无人机等专业知识方面的英语词汇量；提高专业英语（或科技英语）文章的阅读速度；并进行相应专业英语文献的翻译，在此基础上掌握专业英语的写法，为今后从事工程技术和科学研究工作打下稳固的基础。
ξ1绪论1. 航天器系统设计和航天工程的区别。
航天器系统设计就是设计一个满足性能要求的航天器；而航天工程则要求在规定的时间，在一定的经费支持下，按时间节点完成满足要求的航天器系统的设计，制造，测试和发射，并保证航天器顺利运行。
2-1航天器总体设计的任务是设计一个能满足用户特定任务要求的、优化的航天器系统。
2-2设计原则：满足用户需求、系统整体性、系统层次性、研制阶段性、效益性、创新性和继承性。
3．简述航天器系统设计各组成部分的作用。
①航天器。
在航天工程系统中，航天器系统是运载器系统的有效载荷，与地面应用系统共同作用完成航天工程任务。
②发射场。
运载火箭准备及发射的场所。
③运载器（运载火箭、航天飞机、空天飞机）。
负责将航天器发射入轨。
④地面应用系统。
地面应用系统与航天器系统共同作用完成航天器系统的任务。
⑤运载与航天测控网。
探测及计算航天器在发射过程中及入轨后的参数并通过指令调节航天器的轨道及姿态。
4．航天器系统各组成的作用。
①有效载荷。
卫星上装载的为直接实现卫星在轨运行要完成的特定任务的仪器、设备和分系统。
有效载荷有时还包括实验生物和各种实验样件和试件等。
有效载荷是卫星的核心部分，在卫星设计中起主导作用。
②结构分系统。
航天器各受力和支承构件的总成。
③服务与支持系统：航天器有效载荷正常工作的必要条件。
1)电源分系统。
它具有发电、电能存储、电源控制、电源电压变换等功能，以满足卫星在整个飞行过程中的电力需求。
2)热控分系统：它通过组织和合理调配星上各部分之间热量、对星内外进行热量管理与控制，保证卫星各系统、设备在飞行全过程对热环境的要求。
3)姿态和轨道控制分系统（制导、导航与控制分系统）：其主要任务是完成卫星在轨运行过程中所需的多种轨道和姿态机动控制，实现对地定向的卫星姿态。
4)推进分系统：它是卫星的动力系统，与制导、导航及控制分系统配合，使卫星能按预定的控制方式工作。
5)数据管理分系统：卫星的总管，根据事先制定好的准则控制各分系统的工作状态，按时发送地面的遥控指令到对应分系统，收集、分类、编码遥测和数据信息；还为卫星上各个分系统提供时间和频率标准。
