卫星环境工程和模拟试验 上

北京中质卓越质量咨询中心京质咨询字［2011］048号关于举办“空间环境工程及试验技术”专题讲座的邀请函各有关单位：本课程由国内著名空间环境工程专家、原航天医学工程研究所的“应急生保试验舱（主舱）”研制负责人和508所“动态热真空试验设备”的设计和顾问组组长、航天五院511所原三室（真空室）主任、511所科技委原常务副主任、1985年8月作为国家公派赴美访问学者、1986年9月至1988年2月被聘为美国阿克隆（AKRON）大学机械工程系研究员、终身享受国务院政府特殊津贴专家刘锋研究员主讲，具体内容安排如下：主办单位：北京中质联合卓越质量咨询中心授课时间：2011年11月23日——25日（23日报到地点：北京）教学方式：采用交流、讨论、案例分析等互动式模式。

为学员与专家、学员与学员之间建立广阔的交流平台，使学员在学习后也可以与专家共同解决在自己工作实践中遇到的技术难题。

授课对象：型号/项目主管、型号/产品设计师、可靠性工程管理及技术人员，大中院校从事空间环境研究的课题组研制人员，环境试验工程师及其他对本专题感兴趣的相关人员。

【授课内容】第一讲航天器环境可靠性试验技术1、航天器区别其他产品的特点2、航天器研制阶段3、航天器的空间环境及其效应4、对空间环境及其效应的设计对策5、航天器空间环境地面环境可靠性试验原理6、空间环境地面环境可靠性试验项目7、地面环境可靠性试验在航天器各研制阶段的任务8、试验规范及试验标准第二讲热平衡试验技术一、热平衡试验模拟理论1、真空气体传导与对流可忽略，1.33exp -3, 6.65exp -2, 1.33exp-2真空泵，扩散泵，分子泵2、冷黑热沉与航天器间辐射换热与温室辐射换热相比小于0，01、100K，吸收率不小于0.9的黑漆，朝向航天器的表面涂黑漆的液氮3、太阳辐射太阳模拟器到达热流法，吸收热流法二、热控模型热平衡试验1．目的：验证热设计的正确性A、获取验证热数学模型需要的试验数据B、验证热控产品的功能和性能C、为确定正样航天器热平衡试验验证方法提供依据2．试验对热控模型的要求A、按初样航天器或舱段的设计（尺度，材料，布局，位置……）制造B、组件可利用模拟件（表面性质，热功率，热容与初样一致）C、各组件，重要位置布置温度传感器，布置模拟热功率的元件和内引线3．试验对试验设备的要求A、空间模拟器B、测量设备C、净化4．试验工况与步骤A、低温工况B、高温工况三、正样航天器的热平衡试验1．目的：A、验证热设计的正确性B、获取验证热数学模型需要的试验数据C、验证热控产品的功能和性能2．试验对正样航天器技术的要求A、尽可能用正样产品B、个别模拟件必须热接口与正样一致3．试验对试验设备的要求A、空间模拟器B、测量设备四、组件试验热平衡试验1．目的：A、验证热设计的正确性B、获取验证热数学模型需要的试验数据C、获取在工作温度上，下限时元器件的温度D、检验机光电组件温度范围，温度梯度，温度均匀2．那一类组件需要作热平衡试验A、元器件功率大与0.3 瓦B、接触传热大于200瓦/平米C、辐射传热大于50瓦/平米3．试验对送试产品的要求A、鉴定组件B、模拟在航天器上的热边界条件4．试验对试验设备的要求A、真空热试验设备B、至少能使受试组件达到其温度上下限五、热平衡试验结束的判据A、传统方法B、外推方法：航天器温度场瞬时温度与极限温度预报理论（AIAA-81 1141）在地面和天上的应用第三讲热真空试验及热循环试验技术一、热真空试验A、航天器热真空试验B、组件热真空试验C、温度稳定的判据D、温度测点，温变速率二、热循环试验A、航天器热循环试验B、组建热循环试验C、温度稳定的判据D、温度测点，温变速率三、其他空间环境地面试验A、磁试验：1）、试验设备2）、航天器级3）、有磁性组建B、微放电与二次放电与热真空试验结合C、充放电试验D、检漏试验E、材料级试验：1）、紫外试验2）、原子氧试验3）、空间综合辐照试验【培训费用】2200元（以上费用包括培训费、教材费、场地费、证书费、二日中餐等费用；食宿统一安排，费用自理。

空空导弹运输振动试验方法研究作者：刘新佳郭迅来源：《航空科学技术》2020年第04期摘要：本文介绍了目前我国空空导弹公路运输试验的常用方法，对目前几种常用试验方法的试验原理、试验步骤进行了详细研究，并对各种方法的可实施性进行了分析。

同时，针对空空导弹实验室内振动台模拟试验过程中出现的问题，提出了一种合理可行的剪裁方法，可为后续空空导弹运输试验的实施提供参考。

关键词：空空导弹；公路运输；运输振动；模拟运输试验；试验谱中图分类号：TJ762.23文献标识码：ADOI：10.19452/j.issn1007-5453.2020.04.009空空导弹从生产厂家交付用户，再到最后完成作战使用，在其寿命期内必然会经历多种运输环境，就所经历的振动环境而言，路运最大，空运次之，海运最小[1]。

目前，我国空空导弹类产品主要在国内陆地部署，而公路运输由于具有机动灵活、周转速度快、适应性强等特点，从而成为其寿命期中最主要的运输方式。

为了考核空空导弹在运输环境下的环境适应性和可靠性，在型号研制中均要求开展公路运输试验[2]。

本文对目前国内空空导弹类产品的公路运输试验方法进行了介绍，并结合某型产品的实际运输试验，对多种试验方法的有效性及可实施性进行了详细分析，可为后续空空导弹类产品运输试验考核提供参考。

1实地跑车试验实地跑车试验通常称为跑车试验，即将产品按实际包装状态放置在运输车辆上（可按实际需要增加相应配重），在寿命期内经历的典型运输环境下进行试验验证。

这种方法操作简单，更贴合产品的真实运输环境，对产品的损伤较小，容易得到用户方的认可，是目前空空导弹类产品运输试验考核的主要方式。

近年来，相关标准中对运输试验的考核要求越来越严苛。

1986年发布的GJB 150.16《军用设备环境方法振动试验》[3]中规定，高速公路卡车运输一般为1600～2400km，任务/外场运输一般为500km。

2009年发布的GJB150.16A《军用装备实验室环境试验方法第16部分振动试验》[4]在运输振动的试验方法上并没有本质区别，但在试验里程上的要求更为严苛，其中高速公路卡车运输一般在3200～6400km范围内；任务/外场运输里程一般为500～800km。

基于LabVIEW的冲击响应谱试验测量系统研制罗纪; 沈志强; 焦安超; 王磊【期刊名称】《《环境技术》》【年(卷),期】2019(000)0z2【总页数】5页(P47-51)【关键词】冲击响应谱环境试验; LabVIEW【作者】罗纪; 沈志强; 焦安超; 王磊【作者单位】北京卫星环境工程研究所北京 100094【正文语种】中文【中图分类】V416.2引言冲击试验是环境与可靠性试验的一种，其目的是验证受试产品在运行过程中耐受冲击作用的能力。

传统的冲击试验，是以简单脉冲产生的冲击效果进行实际冲击环境的模拟。

这种方法很大的局限性，与真实的冲击环境存在较大差异，同时会损坏试验设备的减震装置。

冲击响应谱试验技术采用冲击载荷作用在系统上的响应来衡量冲击作用的效果，可以十分科学，合理的描述试验条件[1-2]。

本文在对冲击响应谱试验的原理及算法充分研究的基础上，以NI数据采集系统硬件为基础，利用Lab-VIEW编程语言开发了一套基于LabVIEW的冲击响应谱测试系统。

1 冲击响应谱的原理及计算方法冲击响应谱（SRS）通常又称“冲击谱”，是指将实际的物理系统分解成一系列线性的、相互独立的、单自由度的质量弹簧系统，当其公共基础受到冲击激励时，对每个单自由度系统进行冲击响应分析计算，得到响应最大值，和其对应的固有频率组成函数响应曲线[3-5]。

图1 冲击响应谱计算模型从对冲击响应谱的定义中不难发现，在冲击响应谱的计算过程中首先要进行冲击响应的计算，来自外界的输入施加到系统上时必将会产生相应的输出即系统的响应，在输入已知或事先给定的情况下，计算系统的输出首先需要知道的就是系统的模型，也就是结构动力学方程。

设单自由度系统的物理模型如图2所示。

单自由度系统的数学方程为：其中m、c、k分别为系统的质量、阻尼和刚度。

设代入式（1）可得：其中和分别表示系统的固有频率和阻尼比。

方程的通解为:上式为位移响应与时间t和固有频率fn的关系式，表示为X(t，fn)，一般的冲击响应谱用加速度响应和频率的关系式进行表示，对上面的式求二阶导数后表示为冲击响应谱计算过程如下：假设冲击脉冲的持续时间为t∈(ta，tb)，其中ta，tb分别是系统受到冲击激振作用的起始和结束时刻；分析的固有频率fn∈(fn，fm)，其中fn、fm分别表示分析频率的上下限。

国外超低轨卫星计划及环境效应研究进展姜海富;柴丽华;周晶晶;于钱;院小雪;臧卫国;杨东升;武博涵【摘要】Due to the advantage of military investigation and scientific exploration, super low orbit satellite has wide economic advantages and broad application prospects. This paper mainly introduces the development status of super low orbit satellite and describes the technology research work about space environment effect of super low orbit satellite. On this basis, it puts forward the problems concerning super low orbit satellite space environment effect that our country should be paid attention to.%由于在军事侦察、科学探测等方面的优势,超低轨卫星具有巨大的经济效益和广阔的应用前景.系统调研了国外(美国、俄罗斯、日本等)超低轨卫星的发展概况,梳理了国外在超低轨空间环境效应方面开展的技术研究工作,提出了我国超低轨卫星环境效应方面需要关注的问题.【期刊名称】《环境技术》【年(卷),期】2015(033)005【总页数】5页(P30-34)【关键词】超低轨;卫星;空间环境【作者】姜海富;柴丽华;周晶晶;于钱;院小雪;臧卫国;杨东升;武博涵【作者单位】北京卫星环境工程研究所可靠性与环境工程技术重点实验室,北京100094;北京工业大学材料学院, 北京 100124;北京卫星环境工程研究所可靠性与环境工程技术重点实验室,北京 100094;北京卫星环境工程研究所可靠性与环境工程技术重点实验室,北京 100094;北京卫星环境工程研究所可靠性与环境工程技术重点实验室,北京 100094;北京卫星环境工程研究所可靠性与环境工程技术重点实验室,北京 100094;北京卫星环境工程研究所可靠性与环境工程技术重点实验室,北京 100094;北京卫星环境工程研究所可靠性与环境工程技术重点实验室,北京100094【正文语种】中文【中图分类】V524.3超低轨道距离地球表面一般在400 km以下，在该轨道运行的卫星称为超低轨卫星。

万方数据　万方数据　万方数据航天器环境工程２００７年第２４卷２５４ｃｍ，工作区域为１５．２ｃｍ×２５．４ｃｍ。

如果试验安装板大于２５．４ｃｍ×２５．４ｃｍ，则板不能旋转，但也能使用。

一般试验最多可安装２０个器件。

束流密度范围一般是Ｉｏｚ～１０ｃｍ。

·ｓ～，注量一般是１０３～１０”ｃｍ｜２，所以试验时间为１０～１０３ｓ。

束斑直径西２～３０ｍｍ。

样品板安装机构照片如图１。

图１ＢｓＥｕＴＦ设各样品板安装机构图Ｆｉ９１Ｍｏｕｎｄ“ｇｓａｍｐＩｅｓｔｏｔｌｌｅ鲫ｐｌｅｈｏＩｄｅｒｉｎｔｈｅＢｓＥｕ耶Ｆａｃｎ崎（２）ＬＢＬ（ＬａｗｒｅｌｌｃｅＢｅｒｋｅｌｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙ）的回旋加速重离子单粒子效应辐照设备ＬＢＬ的２．２４ｍ回旋加速设备把回旋加速器与ＥｃＲ离子源组合起来。

ＥｃＲ离子源提供荷质比相近的混合离子；回旋加速器本身作为质量分析器分离各种离子，从而实现不同离子的切换，使被辐照器件在几分钟内改变ＬＥＴ值。

束流强度改变主要通过在ＥＣＲ源出口加各种散射板获得，变化范围达９个数量级。

辐照束斑可调范围毋１～１０ｃｍ。

提供重离子的ＬＥＴ值范围０．０ｌ～９８Ｍ“，·ｃｍ２／ｍｇ，质子能量变化范围１～５５Ｍｅｖ。

Ａｅｍｓｐａｃｅ公司在该设备终端建立了一个专门做ＳＥＥ试验的靶室。

（３）ＴＡＭＩＪ（ＴｅｘａｓＡ＆ＭＵＩｌｉｖｅｒｓ时）回旋加速器重离子单粒子效应试验设备ＴＡＭｕ的ＳＥＥ试验设备提供重离子的ＬＥＴ值范围是０．０ｌ～９３．４Ｍｅｖ·ｃｍ２／ｍｇ。

离子切换时间一般小于ｌｈ。

通过磁散焦、薄膜散射磁扫描技术，器件得到很均匀的辐照，束流调节范围达几个数量级。

设备配备较精密的束性能测试系统。

辐照过程可实现程序化全自动控制。

设备提供各种计算机接口，并且提供用户单粒子效应监测软件包。

３．１．２高能质子辐照试验设备最近，高能质子在复杂器件中产生的单粒子翻转和锁定日益引起研究关注。

《环境工程学实验》指导书杨红刚刘艳丽武汉理工大学资环学院2007年2月目录实验一曝气设备充氧性能测定实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅3实验二混凝实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅3实验三有害固体废物固化实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅9实验四可燃固体废物热值的测定┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅11实验五天然及污染水体综合处理分析技术┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅13实验六空气中总悬浮微粒测定┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅15 实验七碱液吸收气体中SO2实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅19 实验八环境噪声测试（由杨红刚老师提供）实验一曝气设备充氧性能测定实验一、实验目的1.加强理解曝气充氧的原理及影响因素；2.了解掌握曝气设备清水充氧性能的测定方法；3.测定曝气设备氧的总转移系数Kl a。

计算充氧能力Q s。

二、实验原理曝气是人为地通过一些设备，加速向水中传递氧的过程。

常用的曝气设备分为机械曝气和鼓风曝气两大类。

无论哪一种曝气设备，其充氧过程均属传质过程。

空气中的氧向水中转移的机理为双膜理论。

当气液两相作相对运动时，其接触面（界面）的两侧分别存在着气体边界层（气膜）和液膜边界层（液膜）。

氧在气相主体内以对流扩散方式通过气膜，最后以对流扩散方式转移到液相主体—水中，由于对流扩散的阻力比分子扩散的阻力小得多，所以氧的转移阻力集中在双膜上（主要来自液膜）。

根据传质原理，氧向水中转移的速率与水中亏氧量及气液接触面面积呈正比。

其基本方程式为：dc/dt=-KL a(C s-C)变量分离积分整理后，得曝气设备总转移系数：KL a＝-2.303/(t-t0)*lg(C s-C0)/(C s-C t)式中：KL a—氧总转移系数（1/分或1/时）t、t0—曝气时间（分）C0—曝气初时池内溶解氧浓度实验时使C＝0C s—曝气池内液体饱和溶解氧值（mg/l）C t—曝气某一时刻t时，池内溶解氧浓度（mg/l）由上式可看出，影响氧速度KL a的因素很多，除了曝气设备本身结构尺寸、运行条件之外，还与水质、水温有关。

第29卷第3期航天器环境工程2012年6月SPACECRAFT ENVIRONMENT ENGINEERING 263航天器真空热试验测控系统应用现状及发展趋势张景川，谢吉慧，王奕荣，裴一飞（北京卫星环境工程研究所，北京 100094）摘要：航天器真空热试验是航天器研制过程中必不可少的试验项目。

文章阐述了航天器真空热试验测控系统的特点和面临的挑战，总结归纳了航天器真空热试验测控系统的应用现状，分析展望了航天器真空热试验测控系统未来的发展趋势。

关键词：航天器；真空热试验；测控系统；应用现状；发展趋势中图分类号：TP206+.1; TP273 文献标识码：B 文章编号：1673-1379(2012)03-0263-05 DOI：10.3969/j.issn.1673-1379.2012.02.0050 引言航天器真空热试验是航天器研制过程中状态最复杂、耗资最大、耗时最长的试验项目，是提高航天器在轨运行可靠性的一种有效、必要的手段[1-5]。

在航天器真空热试验中，测控系统分为流程测控系统与试验测控系统两部分。

流程测控系统以PLC为控制中枢，通过对现场仪表、阀门和设备的控制，实现环模设备真空、低温背景的建立与维持。

该系统是典型工业控制系统，依靠市场上成熟的工控软件，可以定制一套完善的软硬件平台解决方案。

试验测控系统承担着试件状态测量、空间外热流模拟、航天器温度控制、航天器内部仪器热耗模拟和试验支架温度跟踪控制等任务，包括数据采集系统以及热流模拟与温度控制系统两部分。

数据采集系统完成试件状态数据（温度、电流、电压、热电势等）的测量任务；热流模拟与温度控制系统通过程控电源输出电流的大小控制加热器的辐射热流，在热平衡试验中进行多种控制模式的外热流模拟，在热真空试验时对航天器进行控温，实现温度循环。

试验测控系统以计算机系统为控制中枢，通过对程控电源、数据采集仪器的控制，实现对航天器的外热流模拟与温度控制。

（本文提及的测控系统特指试验测控系统。

环境工程专业毕业论文环境工程专业作为一门工程性和应用性很强的学科,它要求本专业的学生应具有一定的实践操作能力,工程设计和管理能力。

下文是店铺为大家搜集整理的关于环境工程专业毕业论文的内容，欢迎大家阅读参考!环境工程专业毕业论文篇1浅谈环境适应性与环境工程【摘要】环境适应性与环境工程与生态环境的研发与使用有着密切的联系。

不同的环境系统具有不同的适应性，对其预防和治理工程也有不同的侧重。

本文从分析环境的适应性出发，介绍了各个方面的环境工程，并阐述了两者的关系以及两者对环境本身的重要意义。

【关键词】环境适应性;环境工程;生态环境环境的适应能力是生态环境的重要属性，也在不断地保护着人类的生存状态。

但如果环境遭到破坏，使得环境系统自身无法进行修补，就需要环境保护和治理工程发挥辅助作用，重新构建出一个良性健康的环境系统。

1.环境的两大性质1.1 环境适应性：作为生态环境的质量特征之一，环境适应性主要是指生态环境的变化中可能遭遇的所有情况的影响。

这就包括人类本身对于变化的随机适应能力和各个生物的适应性，当然还会出现一些物种被自然界这种新的变化淘汰。

有些环境的变化是向着良性发展，但是一些恶性的环境变化正给我们的生活带来了严重的影响，不断考验人的生存能力，带来生存威胁。

从这个方面出发，对于人类对地球生态环境产生的恶性影响，我们应该努力降到最低。

近几年，能源短缺、臭氧层空洞、全球变暖都威胁着人类的生存。

在对生态环境不发生永久损伤的前提下满足自身生存需要的能力是生物对环境适应的重要指标。

此外，生态环境在其生命过程中会遭遇很多危险的极端情况，这些危险情况可能会使生态环境受到某些损伤，进而缩短其寿命。

如果生态环境能够在这些极端危险情况下发挥调节适应功能，那么也就能够在一般情况下发挥功能。

但是这种适应性也是有额度的，比如：人类大量使用的氯氟烷烃，并在流层中不易分解，会分解产生氯游离基，游离基同臭氧发生化学反应，使臭氧浓度减少，从而造成臭氧层的严重破坏。

第 39 卷第 1 期航 天 器 环 境 工 程Vol. 39, No. 1 2022 年 2 月SPACECRAFT ENVIRONMENT ENGINEERING33 E-mail: ***************Tel: (010)68116407, 68116408, 68116544不锈钢板式热沉液压胀形工艺参数仿真分析蒋志广，许贞龙，张立建（北京卫星环境工程研究所，北京 100094）摘要：不锈钢板式热沉具有低温性能好、生产周期短、生产成本低等特点，已经广泛应用于国外航天器环境模拟试验设备中，是热沉发展的新趋势。

为掌握不锈钢板式热沉的加工工艺，建立不锈钢热沉液压胀形有限元分析模型，研究滚弯预成形工序、边界压紧力和焊点布局等工艺参数对热沉位移分布、应变分布和厚度分布的影响，以及焊点布局、胀形压力对流道高度和成形均匀性的影响规律，得到合理的工艺参数，为航天器真空热试验用不锈钢板式热沉的研制和生产提供了指导。

研究成果目前已成功应用于KM8为代表的空间环境模拟器的百余套热沉研制中，取得了良好效果。

关键词：不锈钢板式热沉；液压胀形；有限元仿真；工艺参数中图分类号：TH162; TB115.1文献标志码：A文章编号：1673-1379(2022)01-0033-07 DOI: 10.12126/see.2022.01.005Simulation of hydo-bulging process of stainless-steel plate heat sinkJIANG Zhiguang, XU Zhenlong, ZHANG Lijian(Beijing Institute of Spacecraft Environment Engineering, Beijing 100094, China) Abstract: The stainless-steel plate heat sink, with its good low-temperature performance, the short production cycle and the low production cost, is widely used in the environmental simulation test facilities for spacecraft abroad. In order to have a good command of the hydro-bulging technique of the stainless-steel plate heat sink, the hydro-bulging of stainless-steel plate heat sink is numerically simulated by using a finite element model. The effects of the process parameters, including the rolling prestress, the boundary pressure and the solder joint layout, on the forming process, as well as the relationship between the forming pressure and the runner height and the height uniformity are investigated. The reasonable process parameters are obtained, to serve a guidance for the development and the production of the stainless-steel plate heat sink for the spacecraft thermal vacuum test. These results have been successfully applied to the development of more than one hundred sets of the heat sinks for space environmental simulators represented by the KM8.Keywords: stainless steel plate heat sink; hydraulic bulging forming; finite element simulation; process parameters收稿日期：2021-11-10；修回日期：2022-01-29引用格式：蒋志广, 许贞龙, 张立建. 不锈钢板式热沉液压胀形工艺参数仿真分析[J]. 航天器环境工程, 2022, 39(1): 33-39 JIANG Z G, XU Z L, ZHANG L J. Simulation of hydo-bulging process of stainless-steel plate heat sink[J]. Spacecraft Environment Engineering, 2022, 39(1): 33-390 引言热沉是空间环境模拟试验设备的重要组成部分，主要用来提供冷黑环境[1-2]。