《電推進太空飛行器總體設計》是2019年12月科學出版社出版的圖書，作者是王敏。
基本介紹
- 書名：電推進太空飛行器總體設計
- 作者：王敏
- 類別：航空、航天科學技術
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2019年12月
- ISBN：9787030630216
圖書簡介,圖書目錄,
圖書簡介
電推進是一種高比沖的先進航天動力技術,可大幅降低推進劑攜帶量、顯著提升太空飛行器全方位能力。電推進太空飛行器是套用電推進完成部分或全部推進任務的太空飛行器。在我國高性能和高價值太空飛行器上套用電推進系統,是突破太空飛行器能力瓶頸的重要的手段,對於提高太空飛行器承載能力、延長太空飛行器服務壽命、提高姿態和軌道控制精度,具有舉足輕重的作用。《電推進太空飛行器總體設計》在調研國外電推進太空飛行器設計和研製的基礎上,參考國內電推進通信衛星總體設計和工程實踐經驗,全面闡述了電推進太空飛行器總體設計應該關注的要素,包括推進任務分析、太空飛行器總體設計、電推進系統設計、羽流防護設計、電磁兼容性設計、姿態軌道控制、試驗驗證和評估等,希望對提升我國電推進太空飛行器總體設計能力、推動我國電推進工程進程有所幫助。
圖書目錄
叢書序
序
前言
第1章 緒論
1.1 太空飛行器與電推進系統 001
1.1.1 太空飛行器的發展 001
1.1.2 太空飛行器電推進系統 002
1.2 電推進原理和技術發展 004
1.2.1 電推進基本原理 004
1.2.2 電推進特點和類型 005
1.2.3 電推進技術發展 011
1.3 電推進在太空飛行器上的套用 013
1.3.1 地球靜止軌道衛星任務 013
1.3.2 深空探測任務 015
1.3.3 對地觀測和科學實驗任務 016
1.3.4 電推進套用發展趨勢 017
第2章 太空飛行器電推進任務分析與總體設計
2.1 太空飛行器電推進任務分析 019
2.1.1 太空飛行器電推進任務需求 019
2.1.2 電推進任務適應能力分析 021
2.1.3 電推進系統主要性能指標 022
2.1.4 太空飛行器軌道維持推進任務設計 024
2.1.5 太空飛行器軌道轉移推進任務設計 027
2.2 電推進系統功能和性能分析 030
2.2.1 電推進系統功能分析 030
2.2.2 電推進系統性能分析 032
2.3 電推進太空飛行器系統設計 034
2.3.1 太空飛行器總體設計概述 034
2.3.2 電推進系統構型布局設計 042
2.3.3 電推進系統供配電設計 051
2.3.4 電推進系統熱控設計 052
第3章 電推進系統設計
3.1 電推進系統總體設計 054
3.1.1 電推進系統組成架構設計 054
3.1.2 電推進推進劑工質設計 059
3.1.3 推進劑預算和裝填量分析 064
3.1.4 電推進可靠性安全性設計 066
3.2 電推進系統典型單機設計 072
3.2.1 離子推力器 072
3.2.2 霍爾推力器 073
3.2.3 電源處理單元 076
3.2.4 貯供子系統 080
3.2.5 推力矢量調整機構 085
3.3 電推進系統工作流程設計 088
3.3.1 電推進全壽命周期任務流程設計 088
3.3.2 電推進自主運行流程設計 089
3.3.3 電推進在軌工作模式及切換設計 095
第4章 電推進位置保持與姿態控制
4.1 電推進位置保持原理 099
4.1.1 衛星軌道要素 099
4.1.2 地球靜止軌道攝動 103
4.1.3 電推進軌道控制模型 108
4.2 電推進位置保持策略設計 113
4.2.1 電推進南北位置保持策略設計 114
4.2.2 電推進東西位置保持策略設計 116
4.3 電推進南北和東西聯合位置保持策略設計 119
4.3.1 南北東西位置保持聯合控制 119
4.3.2 正常模式下的位置保持策略 121
4.3.3 故障模式下的位置保持策略 122
4.4 電推進角動量卸載控制 128
4.4.1 直接聯合控制方法 128
4.4.2 順序聯合控制方法 130
4.5 電推進位置保持工程實現 132
4.5.1 地面支持系統 132
4.5.2 星上軟體系統 133
4.5.3 位置保持工作流程 133
第5章 電推進軌道轉移與姿態控制
5.1 電推進小推力軌道轉移動力學模型 135
5.1.1 軌道控制運動學模型 135
5.1.2 軌道控制動力學模型 143
5.2 電推進軌道轉移策略最佳化設計 145
5.2.1 小推力軌道轉移最佳化理論 145
5.2.2 小推力軌道轉移最佳化求解方法 146
5.3 電推進軌道轉移策略簡化設計 150
5.3.1 時間最優解及其特徵分析 151
5.3.2 電推進變軌策略簡化 154
5.4 電推進變軌過程姿態控制 159
5.4.1 姿態參考坐標系定義 159
5.4.2 姿態指向規劃 160
5.4.3 姿態機動控制 162
電推進軌道轉移流程設計 163
5.5.1 地面支持系統 164
5.5.2 星上軟體系統 164
5.5.3 軌道轉移工作流程 164
第6章 電推進羽流分析和防護設計
6.1 電推進羽流特性和效應 166
6.1.1 電推進羽流特性 166
6.1.2 電推進羽流效應 167
6.2 電推進羽流與太空飛行器相互作用機理 170
6.2.1 電推進羽流電漿輸運機理 170
6.2.2 電推進羽流與太空飛行器表面動量和能量交換機理 172
6.2.3 電推進羽流粒子對太空飛行器表面濺射與沉積機理 176
6.2.4 電推進羽流對太空飛行器表面充放電機理 178
6.3 電推進羽流特性和效應試驗 178
6.3.1 羽流特性測量方案 179
6.3.2 羽流效應試驗方案 184
6.4 電推進羽流效應防護設計和仿真評估 187
6.4.1 電推進羽流效應防護設計 187
6.4.2 電推進羽流效應分析模型 188
6.4.3 電推進羽流力熱效應分析 189
6.4.4 電推進羽流濺射效應分析 190
第7章 電推進太空飛行器電磁兼容性設計
7.1 基本理論與概念 193
7.1.1 EMC基礎知識 193
7.1.2 EMC標準 196
7.1.3 EMC技術 197
7.2 電推進的電磁干擾特性 199
7.2.1 電推進太空飛行器電磁兼容性問題 199
7.2.2 電推進系統對太空飛行器的電磁干擾機理 200
7.3 電推進電磁兼容性設計 201
7.3.1 電推進整星的電磁兼容性設計 201
7.3.2 電推進系統的電磁兼容性設計 202
7.4 電磁兼容性實驗 205
7.4.1 電推進系統的EMC 測試 205
7.4.2 非點火狀態電推進整星EMC 測試 210
7.4.3 點火狀態電推進整星EMC 測試 213
第8章 電推進太空飛行器試驗與驗證
8.1 電推進太空飛行器試驗驗證綜述 216
8.1.1 電推進試驗項目確定原則 216
8.1.2 電推進太空飛行器試驗項目矩陣 217
8.2 電推進試驗項目 218
8.2.1 單機級試驗 218
8.2.2 分系統級試驗 222
8.2.3 整星級試驗 225
8.2.4 可靠性和壽命試驗 228
8.3 電推進在軌測試 231
8.3.1 電推進在軌功耗測試 231
8.3.2 電推進在軌推力測試 231
8.3.3 電推進在軌比沖測試 232
8.3.4 電推進南北位保能力測試 233
8.4 電推進試驗設備和系統 233
8.4.1 電推進性能測試真空設備 233
8.4.2 電推進壽命與可靠性驗證設備 234
第9章 典型電推進太空飛行器總體設計
9.1 電推進位置保持通信衛星 236
9.1.1 勞拉公司LS 1300平台衛星 236
9.1.2 空客公司Eurostar 3000平台衛星 238
9.1.3 波音公司BSS 702平台衛星 240
9.1.4 中國實踐十三號衛星 243
9.2 全電推進通信衛星 247
9.2.1 波音BSS 702SP平台全電推進衛星 247
9.2.2 空客Eurostar 3000EOR平台全電推進衛星 249
9.2.3 歐洲航天局Electra平台全電推進衛星 250
9.2.4 東方紅四號SP平台全電推進衛星 252
9.3 電推進深空探測太空飛行器 253
9.3.1 深空一號探測器 253
9.3.2 黎明號探測器 255
9.3.3 隼鳥號探測器 258
9.3.4 智慧一號探測器 259
9.3.5 貝皮科倫布水星探測器 260
9.4 中低軌道電推進太空飛行器 262
9.4.1 低軌對地觀測太空飛行器 262
9.4.2 低軌微小衛星 263
9.4.3 低軌衛星星座 264
9.4.4 低軌載人空間站 265
參考文獻 267
縮略語 275
