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一种精确计算低轨卫星太阳电池阵在轨电流的方法 认领 引用
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作者 李朋 陶奕勋 +2 位作者 刘佳杰 马佳怡 周军 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第3期819-828,共10页
针对低轨卫星在复杂空间环境效应下太阳电池阵电流难以准确计算的问题,提出了一种考虑地球反照的太阳电池阵在轨电流精确计算方法。首先,通过分析太阳电池阵在轨电流的短周期变化特性,结合地球-卫星-太阳空间位置关系,建立了太阳电池阵... 针对低轨卫星在复杂空间环境效应下太阳电池阵电流难以准确计算的问题,提出了一种考虑地球反照的太阳电池阵在轨电流精确计算方法。首先,通过分析太阳电池阵在轨电流的短周期变化特性,结合地球-卫星-太阳空间位置关系,建立了太阳电池阵有效地球反照区域的判定准则;其次,基于朗伯辐射体理论,通过对地表栅格化处理建立了地球反照区域反照辐照度的定量物理模型;最后,将地球反照辐照度与传统直射、温度模型相结合,实现了在轨电流的精确计算。与在轨遥测数据对比分析表明:该方法能够准确复现电流的双峰值特性,计算结果与遥测值误差小于1.8%;实现了低轨卫星太阳电池阵在轨电流精确量化的普适性计算,为高精度卫星能源系统的优化设计提供了有益参考。 展开更多
关键词 低轨卫星 电源系统 太阳电池阵 地球反照 在轨电流
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空间柔性卷绕式太阳电池阵减振防护技术 认领 引用
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作者 赵寿根 高红鑫 +3 位作者 朱佳林 李一博 张振 杨乐天 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第2期154-170,共17页
针对柔性卷绕式空间太阳电池阵在发射阶段振动环境中的结构安全性问题,提出了一种基于卷绕预紧力和聚酰亚胺泡棉的创新性减振防护方案。该方案在无需额外复杂结构的情况下,仅通过调整卷绕预紧力和引入聚酰亚胺泡棉减振层,有效提升了空... 针对柔性卷绕式空间太阳电池阵在发射阶段振动环境中的结构安全性问题,提出了一种基于卷绕预紧力和聚酰亚胺泡棉的创新性减振防护方案。该方案在无需额外复杂结构的情况下,仅通过调整卷绕预紧力和引入聚酰亚胺泡棉减振层,有效提升了空间电池阵的抗振性。研究首先建立了柔性卷绕式太阳电池阵的精细化仿真分析模型,然后评估了不同振动频率、振幅及预紧力对电池阵结构安全性的影响规律。在此基础上,对样机开展了相应振动试验,验证了论文方案在实际应用中的减振效果,试验实测结果表明该减振防护措施能够显著降低CIC电池的应变响应,减振效率达60%以上,同时,仿真和试验测试结果的一致性,也证明了论文分析模型的准确、可靠。 展开更多
关键词 柔性卷绕式太阳电池阵 卷绕预紧力 减振防护 聚酰亚胺泡棉 应变响应
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Solar array design and verification for Tianwen-2 认领 引用
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作者 WU Yuemin YU Jingjun +5 位作者 LI Xuli YIN Xingyue HAO Xiaoli ZHANG Qiming ZENG Fuming ZHANG He 《中国空间科学技术(中英文)》 CSCD 北大核心 2026年第3期181-191,共11页
Tianwen-2 is China's first mission for near-Earth asteroid sampling and main-belt comet exploration. After analyzing the orbital environment and operational requirement, a circular flexible solar wing configuratio... Tianwen-2 is China's first mission for near-Earth asteroid sampling and main-belt comet exploration. After analyzing the orbital environment and operational requirement, a circular flexible solar wing configuration is adopted, addressing key constraints including operation under low-intensity low-temperature(LILT) conditions, reliable stowage during launch, and long-term tension management. High-efficiency triple-junction GaAs solar cells are developed through bandgap engineering and edge passivation, achieving an average conversion efficiency >34% at 2.5 au. The blanket design uses a modular, mirror-symmetric layout with planarized circuits and lightweight backing to ensure reliable stowage. Thermal simulation and tension compensation are employed to manage internal stresses, while ultra-lightweight support structures and planar stress-relief interconnects maintain ribbon stresses below 80% of the fatigue limit. Simulation and ground testing confirm that the array meets the mission's power needs, with post-deployment verification validating its output performance and operational stability. 展开更多
关键词 Tianwen-2 deep space probe solar array flexible solar wing low-intensity low-temperature(LILT)
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空间用导电滑环-电刷系统多物理场耦合建模与服役性能分析研究 认领 引用
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作者 文成伟 李长江 +5 位作者 经贵如 王学强 李飞 曹辉 白鹏鹏 田煜 《摩擦学学报(中英文)》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第5期915-927,共13页
在卫星等航天器服役过程中,导电滑环-电刷系统受热力电多物理场影响,会出现电弧烧蚀、电信号跳变和摩擦磨损等严重问题.本文针对空间用导电滑环-电刷系统特殊工况,开展了多物理场耦合建模与服役性能分析研究.为了获取电接触仿真输入参数... 在卫星等航天器服役过程中,导电滑环-电刷系统受热力电多物理场影响,会出现电弧烧蚀、电信号跳变和摩擦磨损等严重问题.本文针对空间用导电滑环-电刷系统特殊工况,开展了多物理场耦合建模与服役性能分析研究.为了获取电接触仿真输入参数,研究中采用搭建的旋转式摩擦磨损试验装置测量了不同安装载荷下的接触电阻和摩擦因数.在此基础上,研究中基于有限元建模与求解揭示了考虑旋转运动、电接触、大变形以及传热下滑环和电刷的多物理场机理及多因素影响规律.分析结果表明:导电滑环-电刷系统最大Mises应力出现在电刷安装面附近簧片处,其会随着安装载荷的增大而增大.通过瞬态特性对比发现,电流产热在系统热特性方面占主导,而摩擦产热影响相对较小,但摩擦力会显著改变电刷应力分布.此外,在摩擦产热和电流产热的综合作用下,随着安装载荷的增大,导电滑环和电刷最高温度呈现先降低后上升的变化规律.面向长寿命和高可靠性等发展需求,本文中相关研究可为导电滑环-电刷系统的进一步优化提供理论依据:电刷安装面附近簧片应进行强化处理以减小疲劳断裂风险,选择中等大小安装载荷和减小载流摩擦副接触电阻可以改善系统热特性. 展开更多
关键词 导电滑环-电刷系统 多物理场耦合 电接触 摩擦 服役性能
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电子质子混合辐射下星用聚酰亚胺深层 电场畸变特性研究 认领 引用
5
作者 乌江 党旭耀 +3 位作者 崔鹏飞 党孟航 尚鹏辉 曹雯 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第6期75-85,共11页
为了评估复杂空间环境下航天器介质深层充电水平,对高能电子与质子混合辐射下介质深层电场分布进行数值计算研究。基于蒙特卡罗的粒子辐射方法和电场有限元数值计算方法,提出了一种双带电粒子混合辐射的GEANT4-COMSOL联合充电评估方法,... 为了评估复杂空间环境下航天器介质深层充电水平,对高能电子与质子混合辐射下介质深层电场分布进行数值计算研究。基于蒙特卡罗的粒子辐射方法和电场有限元数值计算方法,提出了一种双带电粒子混合辐射的GEANT4-COMSOL联合充电评估方法,针对航天器聚酰亚胺介质建立了厚度4 mm的平板模型,并考虑了入射带电粒子在介质中的电荷沉积量、能量沉积分布以及介质中的非线性暗电导和辐射诱导电导。通过联合充电评估方法,分别计算了聚酰亚胺介质在5组不同能量组合的单能电子和单能质子混合辐射下电位分布与电场强度分布,以及在太阳同步轨道中南极、北纬45°、赤道3个典型位置的能谱电子和质子混合条件下的电场畸变特性。研究结果表明:当不同能量单能电子和质子混合辐射时,电子和质子因电荷沉积深度分布存在差异,电场均呈现“双峰型”分布;在太阳同步轨道下能谱电子和质子混合辐射时,3个典型位置的最大电场强度分别为0.372、0.196、0.210 MV·m-1,在南极区域介质内电场强度最高。电子与质子混合辐射的电场分布结果表明,两种电荷所引发的介质内电场畸变特性,即电场增强或削弱,在辐射深度上存在复杂的分布特性,并在特定辐射与纬度条件下会达到严重的充电危害水平。 展开更多
关键词 GEANT4-COMSOL联合充电评估方法 电子 质子 太阳同步轨道 混合辐射 电场畸变
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一种高轨通信卫星公用平台电源产品型谱化设计 认领 引用
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作者 姜东升 井元良 +4 位作者 刘治钢 王超 刘邦卫 黄涛 胡梦森 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2026年第2期90-97,共8页
针对传统高轨通信卫星研制方式中电源系统单机通用性不足,每颗卫星的电源产品为定制化设计,其研制都经历电性件、鉴定件、正样件的研制,成本重叠、居高不下的问题,文章提出了一种高轨通信卫星平台电源单机产品采用模块化、型谱化的设计... 针对传统高轨通信卫星研制方式中电源系统单机通用性不足,每颗卫星的电源产品为定制化设计,其研制都经历电性件、鉴定件、正样件的研制,成本重叠、居高不下的问题,文章提出了一种高轨通信卫星平台电源单机产品采用模块化、型谱化的设计,针对高轨通信卫星应用的基于顺序开关分流调节电路的全调节母线电源系统,采用型谱化产品设计思路,给出了太阳电池阵、蓄电池组、电源控制器和蓄电池组接口单元共四类典型产品型谱化配置,可满足整星7.2~18 kW多种不同方案电源系统的功率需求,确保电源系统设计的比能量最优。经在轨验证,结果表明:该电源产品型谱化设计有利于提高通信卫星公用平台产品的通用化选型灵活度、提高产品的功率密度,降低产品质量,可以为其他领域卫星电源型谱化设计提供参考。 展开更多
关键词 高轨通信卫星 公用平台 一次电源系统 型谱化 选型设计
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面向深空探测的空间同位素热源异常再入安全性分析 认领 引用
7
作者 李倬 古青波 +3 位作者 田岱 王颖 马彬 朱安文 《航天返回与遥感》 CSCD 北大核心 2026年第2期362-372,共11页
开展深空探测采用的核能源主要包括空间同位素电源(热源)和空间核反应堆电源。空间同位素热源(Radioisotope Heat Unit,RHU)作为其中一种能源选型,其内部的钚-238(Pu-238)核燃料兼具放射性与剧毒,搭载该类同位素热源的探测器发射后一旦... 开展深空探测采用的核能源主要包括空间同位素电源(热源)和空间核反应堆电源。空间同位素热源(Radioisotope Heat Unit,RHU)作为其中一种能源选型,其内部的钚-238(Pu-238)核燃料兼具放射性与剧毒,搭载该类同位素热源的探测器发射后一旦遭遇火箭故障,会面临异常再入风险。文章针对发射阶段同位素热源可能发生的意外再入情况,采用流体力学数值模拟方法分析RHU再入过程气动力热变化,获得了再入过程气动加热环境,以及故障情况下再入落地的温度、速度等重要参数。通过对RHU进入大气层后的全温度历程进行系统研究,分析包覆材料的温度变化和烧蚀层厚度变化,进而在异常再入情况下开展风险分析,为核源使用前的安全性评估提供依据,确保其在服役过程中无泄露风险。 展开更多
关键词 同位素热源 异常再入 安全性 深空探测
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全电推GEO卫星MPPT控制方法仿真评估与实现 认领 引用
8
作者 孔陈杰 刘欢 +3 位作者 张强 陈天明 贾少华 周雪慧 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2026年第3期82-89,共8页
针对全电推GEO卫星任务特点,结合能源系统全调节控制架构,建立高轨太阳电池阵模型,提出一种自适应占空比的最大功率点跟踪(MPPT)电源控制方法,通过软件仿真对比分析具有代表性的MPPT方法(扰动观察法、电导增量法)静动态参数,评估静态跟... 针对全电推GEO卫星任务特点,结合能源系统全调节控制架构,建立高轨太阳电池阵模型,提出一种自适应占空比的最大功率点跟踪(MPPT)电源控制方法,通过软件仿真对比分析具有代表性的MPPT方法(扰动观察法、电导增量法)静动态参数,评估静态跟踪精度、动态跟踪响应时间以及在太阳电池阵电流突变、负载跃变后的动态响应特性等,综合参数表现优劣,选择合适的MPPT方法,同时开展MPPT调节器的设计与地面试验验证,为后续在GEO全电推平台上的应用提供有效技术支撑。 展开更多
关键词 GEO卫星 最大功率点跟踪 自适应法 仿真评估
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XJTU-SPS数据集:航天器电源系统全在环健康管理试验数据集解读 认领 引用
9
作者 邸一 翟智 +2 位作者 赵志斌 陈雪峰 乔磊 《空间科学与试验学报》 CSCD 2026年第2期26-33,共8页
随着大规模卫星星座和星群的部署运行,航天器电源系统健康管理已成为保障航天器在轨长期可靠运行的关键技术,这与其核心供能角色和较高的故障率密切相关。然而,受航天器试验成本高、数据涉密性强等因素制约,该领域长期缺乏高质量的公开... 随着大规模卫星星座和星群的部署运行,航天器电源系统健康管理已成为保障航天器在轨长期可靠运行的关键技术,这与其核心供能角色和较高的故障率密切相关。然而,受航天器试验成本高、数据涉密性强等因素制约,该领域长期缺乏高质量的公开数据资源,进而限制了相关智能算法开发与验证。为此,公开发布面向航天器电源系统健康管理的全在环试验数据集——XJTU-SPS。该数据集依托于与真实航天器电源系统设计完全一致的硬件故障注入试验平台获取,覆盖状态预测、数据重建、工况辨识、异常检测和故障定位等全在环健康管理任务,包含4个子数据集,涉及33个测点、6种数据采集周期、6类宏观运行工况和17种故障类型,超70万个时间戳。此外,数据集还配套提供数理仿真模型,可支持机理分析、模型对比与算法验证等研究需求。期望XJTU-SPS能够为航天器测运控、数字孪生建模及物理信息算法等各项研究提供数据支撑,促进领域内数据开放共享与方法创新,从而提升航天器在轨运行的可靠性、安全性和连续性。 展开更多
关键词 航天器 卫星 电源系统 健康管理 工况辨识 异常检测 故障定位
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宇航企业供配电专业标准地图建设 认领 引用
10
作者 姜东升 井元良 +2 位作者 于港旭 杜红 王磊 《航天标准化》 2026年第1期47-51,共5页
结合宇航企业供配电专业技术发展需求,围绕确保型号能源安全可靠、引领空间电源专业发展的总目标,以“贯标、学标、用标”为指导方针,开展供配电专业标准地图建设,确保航天器供配电安全。以员工学习为目标,超越标准体系框架,建立岗位知... 结合宇航企业供配电专业技术发展需求,围绕确保型号能源安全可靠、引领空间电源专业发展的总目标,以“贯标、学标、用标”为指导方针,开展供配电专业标准地图建设,确保航天器供配电安全。以员工学习为目标,超越标准体系框架,建立岗位知识地图、产品知识地图,对应将现有标准体系的标准与知识地图相结合建立岗位标准地图和产品标准地图。标准地图的建设为员工开展学习标准、贯彻标准、使用标准起到了引导和支撑作用。 展开更多
关键词 宇航企业 供配电 标准地图
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航空航天脉冲负载功率变换技术研究综述 认领 引用 被引量:1
11
作者 杨平 彭宇圣 +4 位作者 陈曦 陈正格 李思洁 王彪 许建平 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2026年第3期895-913,共19页
随着机载、星载等电力电子装备的快速发展,脉冲功率类负载在航空航天领域的应用愈发广泛.此类负载具有高峰均功率比、宽频变化及再生电能等强脉冲特性,对有限容量的航空航天供电系统造成剧烈冲击,易引发电压电流波动甚至系统失效.本文... 随着机载、星载等电力电子装备的快速发展,脉冲功率类负载在航空航天领域的应用愈发广泛.此类负载具有高峰均功率比、宽频变化及再生电能等强脉冲特性,对有限容量的航空航天供电系统造成剧烈冲击,易引发电压电流波动甚至系统失效.本文针对航空航天脉冲负载功率变换技术进行系统性综述.首先,梳理了航空交直流电源系统与航天飞行器机电伺服系统的典型供电架构及其主要特点;随后,分类归纳了单级式、并联式、级联式等脉冲负载功率抑制拓扑的结构特点及适用场景;接着,分析面向不同拓扑的高动态快速控制技术,阐述各类控制策略的核心原理及控制目标;最后,总结供电系统稳定性验证的建模方法与评估方法,探讨各方法的优势、局限性及适配场景.现有研究已在拓扑改进与控制策略方面取得较多成果,但针对航空航天脉冲负载特性的功率变换技术的系统性理论体系有待进一步完善,且在动态响应提升、多工况适配及强时变工况下的稳定性评估等方面仍存在挑战.本文综述可为航空航天脉冲负载功率变换技术的后续研究与工程应用提供全面参考. 展开更多
关键词 航空航天 脉冲负载 抑制拓扑 高动态快速控制 稳定性验证
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应用固态功率控制器的航天器数字化配电系统设计 认领 引用 被引量:1
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作者 金梅 王震宇 刘彦民 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2026年第1期122-127,共6页
为了满足航天器高电压母线运行、系统健康管理及大功率配电的需求,提出应用固态功率控制器(SSPC)的数字化配电系统设计。该配电系统采用3层分布式系统级固态功率控制架构,集成配电管理层与通信控制层,实现内外总线的异构通信;利用数字... 为了满足航天器高电压母线运行、系统健康管理及大功率配电的需求,提出应用固态功率控制器(SSPC)的数字化配电系统设计。该配电系统采用3层分布式系统级固态功率控制架构,集成配电管理层与通信控制层,实现内外总线的异构通信;利用数字化固态功率控制技术(反时限过流及短路保护技术、浪涌电流规避技术、电流防反向技术),解决传统配电系统响应速度慢、测量精度不足、故障不可恢复等诸多技术问题。通过试验验证,数字化配电系统设计可行且具有推广应用价值。对作为系统保护核心的反时限过流及短路保护技术进行的测试表明:该技术能实现有效载荷用电异常的毫秒级快速响应与精准隔离,确保航天器平台供电的安全。试验结果验证了数字化配电系统在故障处理的速动性、选择性和可靠性上相较传统配电方案的优势,可为航天器配电系统高效运行奠定基础。 展开更多
关键词 航天器 数字化配电系统 固态功率控制器 配电管理
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空间太阳电池阵用激光防护膜研究进展 认领 引用
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作者 高正源 单贤昊 +6 位作者 胡洁 孙鹏飞 罗梓康 张明鑫 任重 王帅 冯相超 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第1期122-135,共14页
随着高能激光武器的快速发展,它严重威胁着航天器的安全。空间太阳电池阵作为航天器的重要组成部件,因其面积大、外露时间长,从而成为易受激光攻击的目标,亟须发展有效的防护技术。首先介绍高能激光武器对太阳电池阵的威胁,分析连续激光... 随着高能激光武器的快速发展,它严重威胁着航天器的安全。空间太阳电池阵作为航天器的重要组成部件,因其面积大、外露时间长,从而成为易受激光攻击的目标,亟须发展有效的防护技术。首先介绍高能激光武器对太阳电池阵的威胁,分析连续激光(热效应为主)和脉冲激光(热-力复合效应)对电池的损伤机理。其次,现有防护技术中的主动防护成本昂贵、系统复杂,而被动防护中的激光防护膜具有成熟、高可靠性和低成本的优点,重点讨论激光防护膜的设计和制备,指出材料的选择需要兼顾高激光反射率、空间环境适应性和热稳定性,基于干涉原理和矩阵导纳法对多层膜结构进行优化设计,可以使薄膜同时实现对激光波段高反射率和太阳电池阵工作波段高透射率,进一步满足空间太阳电池阵用激光防护膜应用需求。薄膜的制备以物理气相沉积技术为主,包括热蒸发、磁控溅射和离子束辅助沉积等技术,此3种方法各有优劣,需根据应用场景进行选择。最后介绍激光防护膜的典型应用。为了应对未来多波段、高功率激光武器对太阳电池阵的升级威胁,需研发超宽谱高折射率新材料,融合智能自适应算法,优化薄膜结构,实现多波段、轻量化激光防护膜的设计制备。 展开更多
关键词 空间太阳电池阵 激光武器 损伤机理 防护技术 激光防护膜 典型应用
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毫米以下MM/SD撞击太阳翼的损伤评估方法 认领 引用
14
作者 孙文 迟润强 +3 位作者 刘瑜妍 胡迪奇 曹武雄 庞宝君 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第4期49-57,共9页
为解决暴露面积较大的太阳能电池阵在微流星体和空间碎片(MM/SD)撞击下的损伤评估问题,针对毫米以下MM/SD,提出一种电池阵损伤评估方法。该方法考虑了撞击的不确定性以及损伤的累积效应,同时通过与NASA探测数据的对比,验证了电池阵撞击... 为解决暴露面积较大的太阳能电池阵在微流星体和空间碎片(MM/SD)撞击下的损伤评估问题,针对毫米以下MM/SD,提出一种电池阵损伤评估方法。该方法考虑了撞击的不确定性以及损伤的累积效应,同时通过与NASA探测数据的对比,验证了电池阵撞击频次模型的有效性。以高度分别为400、800、35787 km的3条轨道上的太阳能电池阵为研究对象。首先,通过空间碎片环境工程模型和微流星体模型,确定了航天器轨道上MM/SD通量-尺寸-相对速度分布。其次,依照分布生成MM/SD数据,并随机选择撞击点进行模拟撞击试验,实现了累积效应的可视化。然后,基于电池阵的机械损伤特性和伏安特性,分析电池阵的撞击损伤特征以及功率损失。最后,以功率损失为防护指标,研究了玻璃盖片厚度对防护性能的影响。仿真试验结果表明:所提出的方法能够有效评估不同轨道上太阳能电池阵的撞击损伤情况,较为准确地刻画损伤特征,并体现出不同尺寸MM/SD对电池阵的撞击损伤差异,为航天器在轨任务损伤评估和防护结构设计提供参考。 展开更多
关键词 MM/SD 太阳能电池阵 损伤评估 累积效应 不确定性
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金星浮空器太阳电池发电分析 认领 引用
15
作者 申玉啸 陈康 +3 位作者 杨燕初 杜青 王生 徐国宁 《中国空间科学技术(中英文)》 CSCD 北大核心 2026年第1期111-121,共11页
以太阳能为能量来源的浮空器是实现金星表面长时间探索较为可行的探测方式。针对金星浮空器设计缺乏金星表面太阳辐射强度和太阳电池发电功率计算模型的问题,首先基于先驱者金星联合探测器测得的不同高度下太阳辐射向下通量数据,使用多... 以太阳能为能量来源的浮空器是实现金星表面长时间探索较为可行的探测方式。针对金星浮空器设计缺乏金星表面太阳辐射强度和太阳电池发电功率计算模型的问题,首先基于先驱者金星联合探测器测得的不同高度下太阳辐射向下通量数据,使用多项式拟合得到不同高度下金星表面大气透过率的经验计算公式,并参考地球上的太阳电池发电功率计算模型,建立了金星表面的太阳辐射通量计算模型和太阳电池发电功率计算模型,实现了对金星复杂大气环境下不同高度的太阳辐照度的快速精确模拟。然后基于该模型对金星纬度为0°地区0~70 km高度下太阳辐射强度及金星探测器在金星表面0 km与20 km高度处的太阳电池发电情况开展仿真计算,分析了日期、地理纬度、飞行高度、飞行姿态等多个因素对太阳电池发电功率的影响。仿真结果表明,日期对太阳电池发电功率几乎无影响,而地理纬度、飞行高度与飞行姿态对太阳电池发电功率有明显影响。仿真结果符合目前已知的金星大气环境特点,可用于指导金星浮空器的能源系统设计与太阳电池布局。 展开更多
关键词 金星 太阳辐照 太阳电池发电 多项式拟合 仿真分析
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高功率微波对空间太阳电池阵的耦合效应 认领 引用
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作者 由俞宁 连汝慧 +4 位作者 曹柯涵 吴建超 宋法伦 宋佰鹏 张冠军 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2026年第2期49-57,共9页
空间太阳电池阵作为航天器的重要能源组成部分,在未来对抗中极易受到以高功率微波为代表的外来强电磁脉冲侵袭。为研究空间太阳电池阵的高功率微波耦合效应,以典型太阳电池阵结构和布局作为参考,搭建了高功率微波辐照作用下的太阳电池... 空间太阳电池阵作为航天器的重要能源组成部分,在未来对抗中极易受到以高功率微波为代表的外来强电磁脉冲侵袭。为研究空间太阳电池阵的高功率微波耦合效应,以典型太阳电池阵结构和布局作为参考,搭建了高功率微波辐照作用下的太阳电池阵样品三维模型,研究了不同激励源参数条件(频率、极化方向、入射角度等)下的太阳电池阵耦合效应规律。结果表明:在2~18 GHz频率范围内,垂直极化的S波段微波辐照最容易对太阳电池阵造成诱发放电损伤,电池串间隙三结合部感应场强远高于互连片位置间隙;在微波辐照作用下太阳电池样品会感应出极强的瞬态电场,垂直极化情况下,感应场主要集中分布在电池串间隙、汇流条附近、电池片边缘;电池三结合部感应电场稳定峰值随微波入射角度的增大而减小,随微波功率密度的增大而增大;微波上升下降沿对感应电场值无明显影响;太阳电池阵串间隙周围空间的电场由间隙中心向外侧逐渐减小。该研究将为空间太阳电池阵的电磁防护设计提供参考。 展开更多
关键词 空间太阳电池阵 高功率微波 耦合瞬态场 影响规律 电磁防护
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激光诱发航天器太阳电池阵放电特性研究 认领 引用
17
作者 杨小溢 刘宇明 +4 位作者 王志浩 聂翔宇 王晶虎 王思展 杜嘉余 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2026年第1期24-33,共10页
强激光在空间太阳能电站无线能量传输(WPT)过程中可能对其他航天器产生影响,特别是对航天器的太阳电池阵,可能诱发航天器太阳电池阵发生放电现象。掌握激光诱发航天器太阳电池阵放电特性,对支撑强激光无线能量传输技术发展有重要作用。... 强激光在空间太阳能电站无线能量传输(WPT)过程中可能对其他航天器产生影响,特别是对航天器的太阳电池阵,可能诱发航天器太阳电池阵发生放电现象。掌握激光诱发航天器太阳电池阵放电特性,对支撑强激光无线能量传输技术发展有重要作用。开展激光能量与波长两个参量对激光诱发太阳能电池阵放电特性的影响研究。基于激光诱导等离子体理论和低地球轨道(LEO)等离子环境下的放电机理,分析了激光诱发太阳电池阵放电的机制,并基于该机制理论指定了激光诱发航天器太阳电池阵放电试验的试验参数。试验分析了532 nm波长不同能量激光诱发太阳电池阵放电的概率,并获取放电时间数据,建立时间概率分布曲线,通过二重泊松分布拟合,获得不同能量激光诱发太阳电池阵放电持续时间的概率函数;对比研究了相同能量下532 nm与266 nm两种波长激光诱发太阳电池阵放电的电流峰值及持续时间概率函数。研究结果显示激光波长越短、能量越高,诱发太阳电池阵放电风险越高。 展开更多
关键词 空间太阳能电站 低地球轨道航天器 太阳电池阵 纳秒脉冲激光 电弧放电特性
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宇航用10 kV高压光耦的可靠性验证与寿命评估 认领 引用
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作者 李瑞轩 张泽迁 +5 位作者 翁正 朱永鑫 杜磊 范晓军 李哲 刘红民 《半导体光电》 CAS 北大核心 2026年第2期388-395,共8页
为验证一款宇航应用的工业级高压光耦的固有可靠性和长期服役性能,系统开展了风险识别、环境试验与寿命评估研究。首先,通过结构分析与宇航禁限用工艺审查,识别出潜在风险。然后,通过环境试验与物理分析,揭示了以下关键失效机制:由热效... 为验证一款宇航应用的工业级高压光耦的固有可靠性和长期服役性能,系统开展了风险识别、环境试验与寿命评估研究。首先,通过结构分析与宇航禁限用工艺审查,识别出潜在风险。然后,通过环境试验与物理分析,揭示了以下关键失效机制:由热效应与工艺一致性差引发的参数漂移;由材料热力学响应差异导致在循环温度应力作用下的焊接界面开裂;以及由内部硅胶气隙缺陷诱发的异常放电。最后,基于线性外插法与温度-电场双应力加速模型,推算其在额定工况(4000 V/55℃)下的伪寿命。试验结果表明:器件在加速条件下未发生功能失效,光电流衰减小于5%;通过模型外推,得到其在实际使用条件下的伪寿命约为10.6年;结合载荷间歇工作模式,可满足8~10年宇航任务寿命需求。该研究构建了一套适用于高压光耦的可靠性验证与寿命评估方法,识别了关键风险与失效机理,并通过加速模型给出了寿命预测,为同类器件的宇航应用与国产化替代提供了技术依据与工程参考。 展开更多
关键词 高压光耦 加速寿命试验 线性外推 温度-场加速模型 伪寿命 国产化替代
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铍青铜导电滑环真空载流摩擦磨损寿命预测 认领 引用
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作者 刘艳敏 邓超文 +5 位作者 骆孝武 马宁宁 杨林 李璞 周青华 张强 《装备环境工程》 CAS 2026年第7期80-96,共17页
目的针对空间导电滑环在高真空极端工况下的界面损伤与长寿命服役难题,探究铍青铜真空载流摩擦磨损行为与演化机理,构建多场耦合磨损寿命预测模型,为航天器旋转电传输机构的可靠性提升提供理论与数据支撑。方法在真空环境下,以空间滑环... 目的针对空间导电滑环在高真空极端工况下的界面损伤与长寿命服役难题,探究铍青铜真空载流摩擦磨损行为与演化机理,构建多场耦合磨损寿命预测模型,为航天器旋转电传输机构的可靠性提升提供理论与数据支撑。方法在真空环境下,以空间滑环常用铍青铜为研究对象,设计11组单变量梯度工况,系统分析滑动速度(10.47~31.42 mm/s)、电流(0~18 A)、磨损路程(75.4~7539.8 m)对摩擦学性能的影响。基于Archard磨损模型与赫兹接触力学,引入温度软化、电弧侵蚀、速度调控、磨屑自润滑4类修正系数,构建真空载流磨损预测模型,并完成标定验证。结果在真空环境下,铍青铜磨损体积随滑动速度、电流升高呈加速增长趋势,磨损机制从低速低电流下的磨粒磨损,转变为高速高电流下的磨粒-黏着-电弧侵蚀复合磨损;随磨损路程增加,自润滑效应使稳定磨损期磨损率较跑合期下降72.3%;标定后模型的磨损体积预测值与实测值平均相对偏差9.1%,最大偏差不超过13%。结论所构建的多场耦合磨损模型基于赫兹接触与Archard理论,适用于球形压头与金属基平面载流摩擦副,可精准表征铍青铜真空载流摩擦磨损演化规律,预测精度满足航天工程应用要求,可为空间导电滑环的工况优化与寿命评估提供可靠依据。 展开更多
关键词 导电滑环 铍青铜 载流摩擦磨损 寿命预测 Archard磨损模型 接触电阻 电弧侵蚀
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高速空间碎片撞击GEO航天器锂离子蓄电池风险分析与试验验证设想 认领 引用
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作者 姜东升 郑世贵 +4 位作者 井元良 张宏宇 向宏文 马亮 刘莹 《航天器环境工程》 CSCD 2026年第3期195-201,共7页
当高速空间碎片或微流星体撞击暴露于外太空中的锂离子蓄电池组时,可能击穿电池单体壳体,导致正负极短路,并进一步诱发热失控甚至起火。为研究空间碎片高速撞击对锂离子蓄电池单体的损伤机理,文章开展了锂离子蓄电池单体结构分析,调研... 当高速空间碎片或微流星体撞击暴露于外太空中的锂离子蓄电池组时,可能击穿电池单体壳体,导致正负极短路,并进一步诱发热失控甚至起火。为研究空间碎片高速撞击对锂离子蓄电池单体的损伤机理,文章开展了锂离子蓄电池单体结构分析,调研了地面民用锂离子电池针刺试验、NASA刘易斯研究中心氢镍电池单体撞击试验以及NASA空间站锂离子电池高速撞击试验,并提出了空间碎片高速撞击锂离子蓄电池单体的地面验证试验初步方案。结合GEO航天器特点,分析了锂离子蓄电池单体遭受空间碎片与微流星体撞击的风险,提出了相应的防护措施,可为锂离子蓄电池组防空间碎片撞击设计提供参考。 展开更多
关键词 锂离子蓄电池 空间碎片 高速撞击 防护设计 试验验证
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