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卫星整体设计优化方法

 星星啊月亮呀 2022-08-28 发布于北京

1总体方案/详细设计

卫星的总体方案设计,依据卫星的正式设计任务书,借鉴卫星的可行方案设计,提出卫星总体方案设计准则。

1.1总体方案设计准则

总体方案设计准则:

1)本型号卫星设计任务书的回顾。

2)参考卫星和设想方案的回顾。

3)本型号卫星的可行方案为何可行。

4)卫星方案设计要遵守的原则。

5)要用的指示、规则、标准和规范目录。

6)推荐采用的技术。

7)提出不宜采用的技术

1.2卫星的构形设计

完成卫星的构形设计

1.3指标分配与下达任务书

完成各分系统的指标分配,向各分系统下达设计任务书。

1.3.1卫星设计指标的分配与综合方法(集同设计方法)

一个卫星型号就是一项工程系统,是由若干个分系统有机组合而成的。卫星的每一个分系统,对卫星总体都必定有其独特的、必不可缺的特殊贡献。也就是说,每一个分系统都具有卫星所要求的、必不可少的特殊功能。在卫星总体方案设计中,要将正式设计任务书规定的各项指标分配到各分系统,并将所有的分系统有机地组合起来,使得由这些指标所表征的卫星的总体功能得以实现。

卫星设计指标的分配,实质上是整个卫星的能流、信息流和物质流有序流动的具体化和定量化。在形式上则表现为将表征卫星的总能量、总质量、总信息量、总空间尺寸和容积、可靠性和寿命等参数有序和合理地分配到各个分系统,使之成为各分系统设计的技术指标。同样,也需将卫星的经济指标分配给各分系统。

卫星设计指标的分配,从另一个角度看,也就是卫星总体与其各分系统设计指标之间的协调。实际上,不进行这种协调,分配也难以实现。指标分配也离不开指标的综合,分配给任何一个分系统的任何一个指标,都是卫星总体指标的一个部分。因此,分配之后还要综合起来,以综合的结果来检验分配是否得当。在进行卫星设计指标的分配和综合时,一般要尽可能地采用计算机辅助设计和仿真的办法,必要时也可采用物理仿真的办法。在这两种办法均不能解决问题时,还得用全尺寸或按比例缩小的实物模拟方法

在设计指标分配工作完毕后,卫星总体设计部门和总设计师就具备了向各分系统下达设计任务书的条件。卫星分系统的设计任务书应包括如下的主要内容。

1)卫星分系统的任务说明(主要说明该分系统要完成的主要任务、应具备的功能和该分系统的外部环境)。

2)各卫星分系统的技术和经济指标

3)卫星总体和其他有关分系统对各分系统的支持和制约条件。4)卫星必须采用和遵守的标准、规范和条件

1.3.2 进行关键技术的攻关(技术储备建议)

卫星设计不得不选用的而又是卫星研制部门尚未掌握的技术称为关键技术。关键技术主要是卫星研制部门的不成熟的和新的技术。关键技术攻关是卫星总体方案设计中的重要工作内容。攻关的目的在于掌握这些技术,或者证明这些技术肯定可以通过方案设计和其后的详细设计工作而被掌握,从而可以在卫星总体方案设计中选用,使卫星总体方案设计得以完成。

如果有的关键技术,经攻关证明在卫星研制经费和研制周期的限制条件下研制部门不可能突破,那么,卫星总设计师就应作出放弃采用这些关键技术的决定,调整和修正卫星的总体方案设计,用其他可以掌握的技术和方案替换这些突破不了的关键技术。必要时,这种情况还须反馈到卫星设计任务书的提出和接受步序上

一项技术是否成为关键技术,因研制部门的不同而异。一种卫星型号有多少项关键技术也要视研制部门实际情况而定。一个有经验的卫星研制部门及其设计师队伍掌握的高、新、难技术较多,研制水平也较高,他们在承担卫星型号研制中,提出的关键技术就较少。反之,一个缺乏卫星研制经验的部门和设计师队伍就可能提出较多的关键技术。

一项关键技术的攻关是一个从不掌握此项技术、经过攻关掌握此项技术、直到有把握在卫星上使用此项技术的过程,因而它是一项要花费人力、物力、财力和时间,并往往要通过试验验证才能得出明确结论的难度大的技术工作。有鉴于此,卫星研制部门和设计师们,在设计卫星时一般都力求减少关键技术项目、减少技术攻关工作

有两条途径可以有效地减少卫星设计中的关键技术项目和攻关的工作量。一条是委托经验丰富、技术水平高的研制部门和总设计师承担卫星的设计和研制工作。另一条是有计划和有目标地将一些预计可能会在卫星上采用的新、难技术预先安排攻关(研发),以积累技术储备。这一条就是一般称之为“新难先行”的系统工程的方法

1.4提出卫星的总体设计方案

在上述五项工作完成之后,卫星总体设计方案的制定就可以全面展开。卫星总体设计方案是总设计师及其领导的设计队伍,根据他们慎重接受了的正式设计任务书,在卫星可行方案设计的基础上深入展开设计工作后,提出的由确定数量、任务和功能的若干个分系统有机组成的、与同层次系统接口关系相适应的、构形适合外部环境和内部布局需要的、可以较好地满足正式设计任务书要求的以及在资金和时间限制条件下可以制造出来的卫星总体方案。

在提出卫星的总体设计方案过程中,一般要完成以下几项主要工作。

1)与卫星工程系统中的同层次系统的接口关系设计。

2)卫星总体构形的设计。

3)划分卫星各分系统的设计。

4)完成卫星质量、空间、能源和信息量等指标的分配和可靠性指标的分配,向各分系统下达设计任务书。

5)提出该卫星的关键技术项目,分配关键技术攻关任务和完成关键技术攻关任务。

6)提出卫星总体设计方案的全部技术资料。

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