衛(wèi)星環(huán)境工程和模擬試驗(yàn)課件

衛(wèi)星環(huán)境工程和模擬實(shí)驗(yàn)（上）導(dǎo)彈與航天叢書衛(wèi)星工程系列（141）

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2課本內(nèi)容框架1主要知識點(diǎn)2工作映射3目錄2課本內(nèi)容框架1主要知識點(diǎn)2工作映射3目錄3課本內(nèi)容框架Part13課本內(nèi)容框架Part14課本框架衛(wèi)星環(huán)境工程和模擬試驗(yàn)（上）概論空間環(huán)境效應(yīng)和模擬試驗(yàn)空間環(huán)境模擬試驗(yàn)設(shè)備真空環(huán)境模擬技術(shù)空間容器設(shè)計(jì)與制造冷黑環(huán)境模擬技術(shù)低溫系統(tǒng)空間外熱環(huán)境的紅外模擬技術(shù)太陽輻照環(huán)境模擬技術(shù)熱真空環(huán)境模擬技術(shù)衛(wèi)星熱平衡和熱真空試驗(yàn)技術(shù)空間其他重要環(huán)境模擬技術(shù)（Chapter1-12）4課本框架衛(wèi)星環(huán)境工程和模擬試驗(yàn)（上）概論（Chapter15主要知識點(diǎn)Part25主要知識點(diǎn)Part26概論衛(wèi)星環(huán)境工程環(huán)境預(yù)示環(huán)境試驗(yàn)規(guī)范制定環(huán)境實(shí)驗(yàn)設(shè)備研制環(huán)境模擬試驗(yàn)環(huán)境控制根據(jù)軌道參數(shù)預(yù)示衛(wèi)星的工作環(huán)境和載荷特性，屬于空間環(huán)境工程范疇根據(jù)成功經(jīng)驗(yàn)制定環(huán)境試驗(yàn)的規(guī)范根據(jù)環(huán)境試驗(yàn)規(guī)范研究設(shè)計(jì)各種模擬空間環(huán)境的模擬設(shè)備模擬衛(wèi)星的實(shí)際工作環(huán)境以保證和檢測衛(wèi)星的可靠性。主動，被動方式控制工作環(huán)境6概論衛(wèi)星環(huán)境工程環(huán)境預(yù)示根據(jù)軌道參數(shù)預(yù)示衛(wèi)星的工作環(huán)境和載7概論衛(wèi)星環(huán)境模擬空間環(huán)境模擬動力學(xué)環(huán)境模擬真空環(huán)境模擬冷黑環(huán)境模擬太陽輻照環(huán)境模擬（3-12）電磁輻射粒子輻射磁場微重力振動環(huán)境模擬沖擊環(huán)境模擬噪聲環(huán)境模擬（下冊）加速度環(huán)境模擬7概論衛(wèi)星環(huán)境模擬空間環(huán)境模擬真空環(huán)境模擬振動環(huán)境模擬8空間真空環(huán)境效應(yīng)空間真空環(huán)境效應(yīng)壓力差效應(yīng)熱輻射效應(yīng)真空出氣效應(yīng)材料蒸發(fā)、升華和分解效應(yīng)干摩擦、黏著與冷焊效應(yīng)10E5-10E2Pa真空范圍內(nèi)，衛(wèi)星進(jìn)入稀薄大氣，容器內(nèi)外壓差約0.1MPa高度壓力0101325Pa90Km0.2Pa200Km1.5E-4Pa500Km10E-6Pa10，000Km10E-11Pa月球表面10E-11Pa—10E-12Pa真空環(huán)境，衛(wèi)星與外界傳熱主要通過輻射形式。高于10E-2Pa的真空度下，材料中的氣體不斷從表面設(shè)防氣體，這可能改變材料的表面性能。會引起材料光學(xué)性能變差，表面粗糙度變大，引起材料力學(xué)性能變化10E-7超高真空環(huán)境下發(fā)生8空間真空環(huán)境效應(yīng)空間真空環(huán)境效應(yīng)壓力差效應(yīng)10E5-109空間太陽輻照環(huán)境效應(yīng)空間太陽輻射環(huán)境效應(yīng)熱輻射效應(yīng)紫外線效應(yīng)衛(wèi)星吸收太陽的紅外線和可見光后，將影響衛(wèi)星的溫度波長小于300nm的紫外線照射到衛(wèi)星金屬表面，會使金屬表面帶電，這將干擾衛(wèi)星點(diǎn)系統(tǒng)；紫外線會使光學(xué)玻璃，太陽電池蓋變色，還會造成材料分解，力學(xué)性能下架等。9空間太陽輻照環(huán)境效應(yīng)空間太陽輻射環(huán)境效應(yīng)熱輻射效應(yīng)衛(wèi)星吸10空間其他環(huán)境效應(yīng)空間其他環(huán)境效應(yīng)粒子輻照環(huán)境效應(yīng)弱磁場環(huán)境效應(yīng)微重力環(huán)境效應(yīng)原子氧化環(huán)境效應(yīng)微流星體環(huán)境效應(yīng)空間碎片環(huán)境效應(yīng)等離子體環(huán)境效應(yīng)高層大氣環(huán)境效應(yīng)10空間其他環(huán)境效應(yīng)空間其他環(huán)境效應(yīng)粒子輻照環(huán)境效應(yīng)11熱真空試驗(yàn)為什么要進(jìn)行熱真空試驗(yàn)？熱真空試驗(yàn)包括熱平衡試驗(yàn)和熱真空試驗(yàn)。熱平衡試驗(yàn)的目的是：模擬空間環(huán)境下，衛(wèi)星溫度分布數(shù)據(jù)，校核衛(wèi)星的熱設(shè)計(jì)，保證衛(wèi)星各系統(tǒng)在規(guī)定溫度內(nèi)的工作能力。熱真空試驗(yàn)是在規(guī)定壓力或試驗(yàn)溫度下，暴露出衛(wèi)星的設(shè)計(jì)與工藝問題，評定其工作性能。11熱真空試驗(yàn)為什么要進(jìn)行熱真空試驗(yàn)？熱真空試驗(yàn)包括熱平衡試12熱真空試驗(yàn)設(shè)備熱真空試驗(yàn)設(shè)備設(shè)備參數(shù)：高真空環(huán)境和熱環(huán)境設(shè)備組成：真空容器真空抽氣系統(tǒng)冷熱套（鋁制或銅制，為了減少熱輻射耗損）制冷系統(tǒng)（低溫環(huán)境）加熱系統(tǒng)（高溫環(huán)境）控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)12熱真空試驗(yàn)設(shè)備熱真空試驗(yàn)設(shè)備設(shè)備參數(shù)：高真空環(huán)境和熱環(huán)境13空間模擬器

空間環(huán)境模擬器是模擬太空的真空環(huán)境、太陽輻照環(huán)境、冷黑環(huán)境等的設(shè)備。其作用是對整個航天器或分系統(tǒng)、組件、部件、元器件以及材料在地面模擬的空間環(huán)境中進(jìn)行試驗(yàn)。主要是檢驗(yàn)產(chǎn)品在空間環(huán)境中的適應(yīng)能力，是否達(dá)到規(guī)定的功能，符合設(shè)計(jì)要求，并暴露元器件材料、工藝、質(zhì)量方面的缺陷。最終目的是為了減少或避免航天器在軌發(fā)生故障或失效，提高其在軌工作的可靠性。13空間模擬器空間環(huán)境模擬器是模擬太空的真空環(huán)境、太14真空環(huán)境模擬技術(shù)真空獲得技術(shù)：1.有油高真空抽氣系統(tǒng)2.無油高真空抽氣系統(tǒng)3.無油超高真空抽氣系統(tǒng)真空測量技術(shù)：非穩(wěn)定流的快速精準(zhǔn)測量超高速流的動壓測量特大型空間模擬室的真空測量極高真空測量不裝試件時極限真空度：6.5E-5Pa裝試件時：1.3E-3Pa對油敏感的組件，如光學(xué)儀器，采用無油真空抽氣系統(tǒng)。1E-1~1E-2Pa暴露在超高或極高環(huán)境下的材料和組件1E-8~1E-9Pa測量范圍：1E5~1E-1Pa，反應(yīng)速度100um指空間模擬室容積大測量范圍：10-11~1E-13Pa14真空環(huán)境模擬技術(shù)真空獲得技術(shù)：真空測量技術(shù)：不裝試件時極15真空壓力容器真空壓力容器為試驗(yàn)提供空間，內(nèi)部壓力低于一個大氣壓。一般由筒體，封頭，法蘭，支座，加強(qiáng)圈等組成。真空壓力容器15真空壓力容器真空壓力容器為試驗(yàn)提供空間，內(nèi)部壓力16冷黑環(huán)境模擬技術(shù)空間等效溫度3K（絕對溫度0K），吸收率為1的空間環(huán)境，稱為冷黑環(huán)境，又稱為熱沉環(huán)境，它影響衛(wèi)星的熱性能和內(nèi)部儀器的工作性能，衛(wèi)星發(fā)射前必須模擬冷黑環(huán)境試驗(yàn)。為了模擬空間冷黑環(huán)境，通常使用鋁、銅或不銹鋼料制成的構(gòu)件，將其內(nèi)表面涂上高吸收率的特制黑漆，并將液氮通入構(gòu)件內(nèi)部，這種裝置稱為熱沉。目前，世界各航天國家均采用這種以液氮作冷源的熱沉來模擬空間冷黑環(huán)境，因?yàn)闊岱治隼碚撚?jì)算和試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析表明，用77K液氮溫度和吸收率為0.9以上的熱沉來模擬空間冷黑環(huán)境，模擬誤差僅為1%左右，完全能夠滿足冷黑環(huán)境模擬試驗(yàn)的要求。另外，追求更低的溫度是不必要的，而且會大大增加技術(shù)難度和模擬設(shè)備的投資。16冷黑環(huán)境模擬技術(shù)空間等效溫度3K（絕對溫度0K）17冷黑環(huán)境模擬技術(shù)風(fēng)云一號衛(wèi)星衛(wèi)星上可伸縮的活動機(jī)構(gòu)，如太陽帆板，天線等，由于冷黑環(huán)境效應(yīng)，會使展開機(jī)構(gòu)卡死，影響其伸展性能。我國“風(fēng)云一號”氣象衛(wèi)星的太陽帆板，在真空環(huán)境下，由于低溫環(huán)境效應(yīng)，未能伸展到位。衛(wèi)星上某些有機(jī)材料在冷黑環(huán)境下會產(chǎn)生老化和變脆，影響材料的性能。17冷黑環(huán)境模擬技術(shù)風(fēng)云一號衛(wèi)星衛(wèi)星上可伸縮的活動機(jī)18低溫系統(tǒng)

低溫系統(tǒng)指空間模擬器中使用的液氮系統(tǒng)，氣氮系統(tǒng)與氮制冷系統(tǒng)。

液氮系統(tǒng)的作用是以液氮作為制冷劑去冷卻真空容器內(nèi)的熱沉，使其溫度達(dá)到80~100K，以模擬太空的低溫環(huán)境。

氣氮系統(tǒng)可加快空間模擬室的出氣速率，提高真空度，試驗(yàn)結(jié)束后，加熱熱沉，使容器升溫。

低溫系統(tǒng)液氮系統(tǒng)氣氮系統(tǒng)氮制冷系統(tǒng)開式沸騰系統(tǒng)帶壓節(jié)流系統(tǒng)單相密閉循環(huán)系統(tǒng)

氮制冷系統(tǒng)可作為空間分子沉模擬的冷源，有是低溫泵的冷源，在一些特殊試驗(yàn)中，要求熱沉溫度低于液氮溫度是，必須使用氮制冷系統(tǒng)。

18低溫系統(tǒng)低溫系統(tǒng)指空間模擬器中使用的液氮系統(tǒng)，氣19低溫系統(tǒng)液氮系統(tǒng)的主要設(shè)備包括：液氮泵、過冷器（熱交換器）、液氮儲槽、文丘里管（或帶壓杜瓦）、閥門、熱沉和控制系統(tǒng)等。液氮系統(tǒng)開式沸騰系統(tǒng)帶壓節(jié)流系統(tǒng)單相密閉循環(huán)系統(tǒng)文丘里管是先收縮而后逐漸擴(kuò)大的管道。測出其入口截面和最小截面處的壓力差，用伯努利定理即可求出流量。19低溫系統(tǒng)液氮系統(tǒng)的主要設(shè)備包括：液氮泵、過冷器（20低溫系統(tǒng)-開式沸騰系統(tǒng)開式沸騰系統(tǒng)1-液氮儲槽；2-熱沉；3-調(diào)節(jié)閥門；4-管路系統(tǒng)簡單，投資少，但溫度不均勻。20低溫系統(tǒng)-開式沸騰系統(tǒng)開式沸騰系統(tǒng)系統(tǒng)簡單，投資少，21低溫系統(tǒng)-帶壓節(jié)流系統(tǒng)帶壓節(jié)流系統(tǒng)1-液氮儲槽；2-節(jié)流閥；3-熱沉；4-調(diào)節(jié)閥；5-液氮泵；6-管路系統(tǒng)簡單，熱沉不可不受重力，位置限制但溫度不均勻。系統(tǒng)適用于中、小型環(huán)模裝置21低溫系統(tǒng)-帶壓節(jié)流系統(tǒng)帶壓節(jié)流系統(tǒng)系統(tǒng)簡單，熱沉不可不受22低溫系統(tǒng)-單相密閉循環(huán)系統(tǒng)單相密閉循環(huán)系統(tǒng)1-帶壓液氮儲槽；2-控制閥門；3-熱沉；4-過冷器；5-液氮泵；6-閥門可根據(jù)熱沉負(fù)載的大小進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，熱沉的壁溫較低且溫度比較均勻。但所需設(shè)備多、投資大。系統(tǒng)適用于大型環(huán)模裝置22低溫系統(tǒng)-單相密閉循環(huán)系統(tǒng)單相密閉循環(huán)系統(tǒng)可根據(jù)熱沉負(fù)載23空間外熱流環(huán)境模擬空間外熱流環(huán)境模擬太陽模擬方法紅外模擬方法利用模擬太陽光譜能量分布的太陽模擬器，探究太陽輻射對衛(wèi)星產(chǎn)生的能量效應(yīng)和熱效應(yīng)，這種模擬結(jié)果直觀可靠，可用于修復(fù)外形復(fù)雜和表面性質(zhì)變化大的衛(wèi)星。利用紅外模擬器模擬衛(wèi)星表面吸收的空間熱外流，用于研究空間外熱流環(huán)境對衛(wèi)星的熱效應(yīng)。一般只適用于外形簡單，表面光學(xué)性質(zhì)變化不大的衛(wèi)星。技術(shù)復(fù)雜，成本高，安裝、維護(hù)困難，壽命短，有一定危險性。技術(shù)簡單，成本低，安裝、維護(hù)方便，壽命長。23空間外熱流環(huán)境模擬空間外熱流太陽模擬方法紅外模擬方法利用24空間其它重要環(huán)境模擬技術(shù)磁層亞暴環(huán)境模擬系統(tǒng)24空間其它重要環(huán)境模擬技術(shù)磁層亞暴環(huán)境模擬系統(tǒng)25空間其它重要環(huán)境模擬技術(shù)空間碎片模擬技術(shù)空間碎片又稱空間垃圾，隨著人類空間活動的增加，越來越多停止工作的航天器，已完成推進(jìn)任務(wù)的火箭推進(jìn)劑的未級在軌道上運(yùn)行，它們與軌道上的物體相碰撞，導(dǎo)制破碎或爆炸，產(chǎn)生大量空間碎片，美國和原蘇聯(lián)都進(jìn)行過用動能武器摧毀航天器的反衛(wèi)星試驗(yàn)，這些人為摧毀的航天器也形成了大量碎片，還有固體火箭排出物中的大量氧化鋁顆粒等。1987年公布的空間碎片數(shù)量為7000個，這些空間碎片大都在500－1000km處，因此長壽命航天器遭空間碎片的危險最大，而在36000km高度的地球同步軌道，空間碎片的密度較低，其危險性亦相對低一些。25空間其它重要環(huán)境模擬技術(shù)空間碎片模擬技術(shù)空間碎26空間其它重要環(huán)境模擬技術(shù)空間碎片模擬技術(shù)空間碎片對航天器危害主要表現(xiàn)如下：艙壁穿孔威脅艙外活動的航天員損壞脆性體表面溫控涂層剝落溫控涂層性能改變太陽電池陣損壞26空間其它重要環(huán)境模擬技術(shù)空間碎片模擬技術(shù)空間碎片對航天器27空間其它重要環(huán)境模擬技術(shù)空間碎片模擬技術(shù)1-排氣道；2-吸氫管；3-推進(jìn)艙；4-分離及速度測量區(qū)；5-試驗(yàn)艙；6-加長艙；7-速度測試艙；8-過濾艙；9-密封及試件夾緊裝置；10-壓力艙；11-底板；12-封頭27空間其它重要環(huán)境模擬技術(shù)空間碎片模擬技術(shù)1-排氣道；2-28工作映射Part3達(dá)索集團(tuán)產(chǎn)品調(diào)研28工作映射Part3達(dá)索集團(tuán)產(chǎn)品調(diào)研29達(dá)索（Dassault）成立于1928年，總部位于法國巴黎，它是世界軍用飛機(jī)制造商之一，主要為空軍和海軍提供軍用飛機(jī)。經(jīng)典產(chǎn)品“陣風(fēng)”是達(dá)索公司研制的多用途超音速飛機(jī)。目前旗下分為有飛機(jī)制造公司，主要設(shè)計(jì)制造軍用民用飛機(jī)，國際公司和系統(tǒng)公司，系統(tǒng)公司主要開發(fā)相關(guān)的軟件系統(tǒng)。29達(dá)索（Dassault）成立于1928年，總部位30達(dá)索集團(tuán)旗下經(jīng)產(chǎn)品飛機(jī)制造軟件系統(tǒng)開發(fā)軍用機(jī)型有：“幻影”“大西洋”

“美洲虎”“陣風(fēng)”民用飛機(jī)：“隼”（sun）系列開發(fā)軟件應(yīng)用程序，以3DEXPERIENCE平臺為基礎(chǔ)，可實(shí)現(xiàn)3D設(shè)計(jì)、工程、3DCAD、建模、仿真、數(shù)據(jù)管理和流程管理。30達(dá)索集團(tuán)旗下經(jīng)產(chǎn)品飛機(jī)制造軟件系統(tǒng)開發(fā)軍用機(jī)型有：“幻影31幻影戰(zhàn)斗機(jī)大西洋反潛巡邏機(jī)美洲虎戰(zhàn)斗機(jī)陣風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)達(dá)索飛機(jī)31幻影戰(zhàn)斗機(jī)大西洋反潛巡邏機(jī)美洲虎戰(zhàn)斗機(jī)陣風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)達(dá)索飛機(jī)32“隼”（sun）系列民用飛機(jī)達(dá)索飛機(jī)32“隼”（sun）系列民用飛機(jī)達(dá)索飛機(jī)33達(dá)索系統(tǒng)

達(dá)索系統(tǒng)公司專注于產(chǎn)品生命周期管理（ProductLifecycleManagement）行業(yè)跨度從飛機(jī)、汽車、船舶直到消費(fèi)品和工業(yè)裝備和建筑工程。達(dá)索系統(tǒng)幫助客戶實(shí)現(xiàn)重大的業(yè)務(wù)變革，帶來戰(zhàn)略性的商業(yè)價值，包括縮短項(xiàng)目實(shí)施周期、增強(qiáng)創(chuàng)新、提高質(zhì)量。達(dá)索系統(tǒng)的”3D體驗(yàn)”平臺為核心，可實(shí)現(xiàn)3D設(shè)計(jì)、工程、3DCAD、建模、仿真、數(shù)據(jù)管理和流程管理。33達(dá)索系統(tǒng)

達(dá)索系統(tǒng)公司專注于產(chǎn)品生命周期管理（P34達(dá)索系統(tǒng)公司

達(dá)索系統(tǒng)的”3DEXPERIENCE”平臺為核心，包括CADCAECAM設(shè)計(jì)分析制造一體的CATIA三維軟件，3D設(shè)計(jì)軟件SOLIDWORKS，防震軟件SIMULIA，數(shù)字制造DELMIA等?？蓪?shí)現(xiàn)3D設(shè)計(jì)、工程、3DCAD、建模、仿真、數(shù)據(jù)管理和流程管理。34達(dá)索系統(tǒng)公司

達(dá)索系統(tǒng)的”3DEXPERIE35達(dá)索系統(tǒng)公司

CATIA是達(dá)索系統(tǒng)的CAD/CAE/CAM一體化集成解決方案，現(xiàn)已整合到“3D”體驗(yàn)平臺。它覆蓋了眾多產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域，被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、船泊、機(jī)械制造、消費(fèi)品等諸多行業(yè)。35達(dá)索系統(tǒng)公司CATIA是達(dá)索系統(tǒng)的CAD/CAE36達(dá)索系統(tǒng)公司

CATIA是CAD/CAE/CAM一體化集成三維軟件，相對于其他軟件catia曲面模塊功能強(qiáng)大。36達(dá)索系統(tǒng)公司CATIA是CAD/CAE/CAM37達(dá)索系統(tǒng)SolidWorks是達(dá)索系統(tǒng)公司專門負(fù)責(zé)研發(fā)與銷售機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的視窗產(chǎn)品，Solidworks軟件功能強(qiáng)大，組件繁多。，易學(xué)易用，能夠提供不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。它是達(dá)索中端主流市場的主打品牌。37達(dá)索系統(tǒng)SolidWorks是達(dá)索系統(tǒng)公司專門38達(dá)索系統(tǒng)SolidWorks可進(jìn)行產(chǎn)品2D/3D設(shè)計(jì)，物理仿真動畫，零件及仿真，流體仿真靜力分析，運(yùn)動仿真分析等，與CATIA都屬于三維設(shè)計(jì)軟件，Solidworks簡單易學(xué)，是機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的中高端軟件，CATIA是達(dá)索的高端軟件，被播音，空中客車等復(fù)雜大型裝配公司使用。38達(dá)索系統(tǒng)SolidWorks可進(jìn)行產(chǎn)品2D/339達(dá)索系統(tǒng)SIMULIA是達(dá)索并購ABAQUS后,開發(fā)的分析仿真平臺，它是一個協(xié)同、開放、集成的多物理場仿真平臺。SIMULIA將同CATIA,DELMIA一起,幫助用戶在PLM中,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì),仿真和生產(chǎn)的協(xié)同工作，將分析仿真在產(chǎn)品開發(fā)周期的地位提升到新的高度。39達(dá)索系統(tǒng)SIMULIA是達(dá)索并購ABAQUS后,40達(dá)索系統(tǒng)SIMULIA仿真技術(shù)涵蓋了結(jié)構(gòu)、流體、塑料注塑、聲學(xué)和結(jié)構(gòu)化應(yīng)用。為結(jié)構(gòu)和流體的仿真提供了強(qiáng)大的技術(shù)，包括直接鏈接到產(chǎn)品數(shù)據(jù)的復(fù)雜裝配體。建模、仿真和可視化技術(shù)完全集成在3DEXPERIENCE平臺上。40達(dá)索系統(tǒng)SIMULIA仿真技術(shù)涵蓋了結(jié)構(gòu)、流體、41達(dá)索系統(tǒng)DELMIA（DigitalEnterpriseLeanManufacturingInteractiveApplication）是一款數(shù)字化制造應(yīng)用軟件。DELMIA向隨需應(yīng)變（on-demand）和準(zhǔn)時生產(chǎn)（just-in-time）的制造流程提供完整的數(shù)字解決方案，令制造廠商縮短產(chǎn)品上市時間，同時降低生產(chǎn)成本、促進(jìn)創(chuàng)新。41達(dá)索系統(tǒng)DELMIA（DigitalEnter42達(dá)索系統(tǒng)

DELMIA?數(shù)字化制造可規(guī)劃、模擬和塑造全球生產(chǎn)流程，以此推動制造創(chuàng)新并提高效率，將可視化延伸至產(chǎn)品之外的制造，可在實(shí)體工廠或生產(chǎn)線出現(xiàn)之前模擬制造流程，制造方法和材料流等工廠層面的考慮滿足早期產(chǎn)品開發(fā)的預(yù)期，分析產(chǎn)品概念以確定制造產(chǎn)品的最佳方法。42達(dá)索系統(tǒng)DELMIA?數(shù)字化制造可規(guī)劃、模擬和43達(dá)索系統(tǒng)

DELMIA?制造運(yùn)營管理解決方案可實(shí)現(xiàn)全球生產(chǎn)運(yùn)營轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)卓越運(yùn)營，提高靈活性、延伸整個企業(yè)內(nèi)部的持續(xù)完善，通過提供基于模型的數(shù)據(jù)驅(qū)動型數(shù)字用戶體驗(yàn)，制造商可以建立一套能在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)整體化創(chuàng)建、管理和控制的通用運(yùn)營流程。43達(dá)索系統(tǒng)DELMIA?制造運(yùn)營管理解決方案可44達(dá)索系統(tǒng)ENOVIA是達(dá)索系統(tǒng)的一款協(xié)作創(chuàng)新軟件，將達(dá)索系統(tǒng)和其他軟件供應(yīng)商的設(shè)計(jì)、工程和分析解決方案整合一體。ENVOIA的功能領(lǐng)域包括管理、全球采購、IP生命周期管理和統(tǒng)一現(xiàn)場協(xié)作等。44達(dá)索系統(tǒng)ENOVIA是達(dá)索系統(tǒng)的一款協(xié)作創(chuàng)新軟件45達(dá)索系統(tǒng)CATIACAD/CAE/CAMCATIASWSIMULIADELMIAENOVIACADCAECAM……3DEXPERIENCE45達(dá)索系統(tǒng)CATIACAD/CAE/CAMCATIASWS——THEEND謝謝大家?！猅HEEND謝謝大家。

衛(wèi)星環(huán)境工程和模擬實(shí)驗(yàn)（上）導(dǎo)彈與航天叢書衛(wèi)星工程系列（141）

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48課本內(nèi)容框架1主要知識點(diǎn)2工作映射3目錄2課本內(nèi)容框架1主要知識點(diǎn)2工作映射3目錄49課本內(nèi)容框架Part13課本內(nèi)容框架Part150課本框架衛(wèi)星環(huán)境工程和模擬試驗(yàn)（上）概論空間環(huán)境效應(yīng)和模擬試驗(yàn)空間環(huán)境模擬試驗(yàn)設(shè)備真空環(huán)境模擬技術(shù)空間容器設(shè)計(jì)與制造冷黑環(huán)境模擬技術(shù)低溫系統(tǒng)空間外熱環(huán)境的紅外模擬技術(shù)太陽輻照環(huán)境模擬技術(shù)熱真空環(huán)境模擬技術(shù)衛(wèi)星熱平衡和熱真空試驗(yàn)技術(shù)空間其他重要環(huán)境模擬技術(shù)（Chapter1-12）4課本框架衛(wèi)星環(huán)境工程和模擬試驗(yàn)（上）概論（Chapter151主要知識點(diǎn)Part25主要知識點(diǎn)Part252概論衛(wèi)星環(huán)境工程環(huán)境預(yù)示環(huán)境試驗(yàn)規(guī)范制定環(huán)境實(shí)驗(yàn)設(shè)備研制環(huán)境模擬試驗(yàn)環(huán)境控制根據(jù)軌道參數(shù)預(yù)示衛(wèi)星的工作環(huán)境和載荷特性，屬于空間環(huán)境工程范疇根據(jù)成功經(jīng)驗(yàn)制定環(huán)境試驗(yàn)的規(guī)范根據(jù)環(huán)境試驗(yàn)規(guī)范研究設(shè)計(jì)各種模擬空間環(huán)境的模擬設(shè)備模擬衛(wèi)星的實(shí)際工作環(huán)境以保證和檢測衛(wèi)星的可靠性。主動，被動方式控制工作環(huán)境6概論衛(wèi)星環(huán)境工程環(huán)境預(yù)示根據(jù)軌道參數(shù)預(yù)示衛(wèi)星的工作環(huán)境和載53概論衛(wèi)星環(huán)境模擬空間環(huán)境模擬動力學(xué)環(huán)境模擬真空環(huán)境模擬冷黑環(huán)境模擬太陽輻照環(huán)境模擬（3-12）電磁輻射粒子輻射磁場微重力振動環(huán)境模擬沖擊環(huán)境模擬噪聲環(huán)境模擬（下冊）加速度環(huán)境模擬7概論衛(wèi)星環(huán)境模擬空間環(huán)境模擬真空環(huán)境模擬振動環(huán)境模擬54空間真空環(huán)境效應(yīng)空間真空環(huán)境效應(yīng)壓力差效應(yīng)熱輻射效應(yīng)真空出氣效應(yīng)材料蒸發(fā)、升華和分解效應(yīng)干摩擦、黏著與冷焊效應(yīng)10E5-10E2Pa真空范圍內(nèi)，衛(wèi)星進(jìn)入稀薄大氣，容器內(nèi)外壓差約0.1MPa高度壓力0101325Pa90Km0.2Pa200Km1.5E-4Pa500Km10E-6Pa10，000Km10E-11Pa月球表面10E-11Pa—10E-12Pa真空環(huán)境，衛(wèi)星與外界傳熱主要通過輻射形式。高于10E-2Pa的真空度下，材料中的氣體不斷從表面設(shè)防氣體，這可能改變材料的表面性能。會引起材料光學(xué)性能變差，表面粗糙度變大，引起材料力學(xué)性能變化10E-7超高真空環(huán)境下發(fā)生8空間真空環(huán)境效應(yīng)空間真空環(huán)境效應(yīng)壓力差效應(yīng)10E5-1055空間太陽輻照環(huán)境效應(yīng)空間太陽輻射環(huán)境效應(yīng)熱輻射效應(yīng)紫外線效應(yīng)衛(wèi)星吸收太陽的紅外線和可見光后，將影響衛(wèi)星的溫度波長小于300nm的紫外線照射到衛(wèi)星金屬表面，會使金屬表面帶電，這將干擾衛(wèi)星點(diǎn)系統(tǒng)；紫外線會使光學(xué)玻璃，太陽電池蓋變色，還會造成材料分解，力學(xué)性能下架等。9空間太陽輻照環(huán)境效應(yīng)空間太陽輻射環(huán)境效應(yīng)熱輻射效應(yīng)衛(wèi)星吸56空間其他環(huán)境效應(yīng)空間其他環(huán)境效應(yīng)粒子輻照環(huán)境效應(yīng)弱磁場環(huán)境效應(yīng)微重力環(huán)境效應(yīng)原子氧化環(huán)境效應(yīng)微流星體環(huán)境效應(yīng)空間碎片環(huán)境效應(yīng)等離子體環(huán)境效應(yīng)高層大氣環(huán)境效應(yīng)10空間其他環(huán)境效應(yīng)空間其他環(huán)境效應(yīng)粒子輻照環(huán)境效應(yīng)57熱真空試驗(yàn)為什么要進(jìn)行熱真空試驗(yàn)？熱真空試驗(yàn)包括熱平衡試驗(yàn)和熱真空試驗(yàn)。熱平衡試驗(yàn)的目的是：模擬空間環(huán)境下，衛(wèi)星溫度分布數(shù)據(jù)，校核衛(wèi)星的熱設(shè)計(jì)，保證衛(wèi)星各系統(tǒng)在規(guī)定溫度內(nèi)的工作能力。熱真空試驗(yàn)是在規(guī)定壓力或試驗(yàn)溫度下，暴露出衛(wèi)星的設(shè)計(jì)與工藝問題，評定其工作性能。11熱真空試驗(yàn)為什么要進(jìn)行熱真空試驗(yàn)？熱真空試驗(yàn)包括熱平衡試58熱真空試驗(yàn)設(shè)備熱真空試驗(yàn)設(shè)備設(shè)備參數(shù)：高真空環(huán)境和熱環(huán)境設(shè)備組成：真空容器真空抽氣系統(tǒng)冷熱套（鋁制或銅制，為了減少熱輻射耗損）制冷系統(tǒng)（低溫環(huán)境）加熱系統(tǒng)（高溫環(huán)境）控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)12熱真空試驗(yàn)設(shè)備熱真空試驗(yàn)設(shè)備設(shè)備參數(shù)：高真空環(huán)境和熱環(huán)境59空間模擬器

空間環(huán)境模擬器是模擬太空的真空環(huán)境、太陽輻照環(huán)境、冷黑環(huán)境等的設(shè)備。其作用是對整個航天器或分系統(tǒng)、組件、部件、元器件以及材料在地面模擬的空間環(huán)境中進(jìn)行試驗(yàn)。主要是檢驗(yàn)產(chǎn)品在空間環(huán)境中的適應(yīng)能力，是否達(dá)到規(guī)定的功能，符合設(shè)計(jì)要求，并暴露元器件材料、工藝、質(zhì)量方面的缺陷。最終目的是為了減少或避免航天器在軌發(fā)生故障或失效，提高其在軌工作的可靠性。13空間模擬器空間環(huán)境模擬器是模擬太空的真空環(huán)境、太60真空環(huán)境模擬技術(shù)真空獲得技術(shù)：1.有油高真空抽氣系統(tǒng)2.無油高真空抽氣系統(tǒng)3.無油超高真空抽氣系統(tǒng)真空測量技術(shù)：非穩(wěn)定流的快速精準(zhǔn)測量超高速流的動壓測量特大型空間模擬室的真空測量極高真空測量不裝試件時極限真空度：6.5E-5Pa裝試件時：1.3E-3Pa對油敏感的組件，如光學(xué)儀器，采用無油真空抽氣系統(tǒng)。1E-1~1E-2Pa暴露在超高或極高環(huán)境下的材料和組件1E-8~1E-9Pa測量范圍：1E5~1E-1Pa，反應(yīng)速度100um指空間模擬室容積大測量范圍：10-11~1E-13Pa14真空環(huán)境模擬技術(shù)真空獲得技術(shù)：真空測量技術(shù)：不裝試件時極61真空壓力容器真空壓力容器為試驗(yàn)提供空間，內(nèi)部壓力低于一個大氣壓。一般由筒體，封頭，法蘭，支座，加強(qiáng)圈等組成。真空壓力容器15真空壓力容器真空壓力容器為試驗(yàn)提供空間，內(nèi)部壓力62冷黑環(huán)境模擬技術(shù)空間等效溫度3K（絕對溫度0K），吸收率為1的空間環(huán)境，稱為冷黑環(huán)境，又稱為熱沉環(huán)境，它影響衛(wèi)星的熱性能和內(nèi)部儀器的工作性能，衛(wèi)星發(fā)射前必須模擬冷黑環(huán)境試驗(yàn)。為了模擬空間冷黑環(huán)境，通常使用鋁、銅或不銹鋼料制成的構(gòu)件，將其內(nèi)表面涂上高吸收率的特制黑漆，并將液氮通入構(gòu)件內(nèi)部，這種裝置稱為熱沉。目前，世界各航天國家均采用這種以液氮作冷源的熱沉來模擬空間冷黑環(huán)境，因?yàn)闊岱治隼碚撚?jì)算和試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析表明，用77K液氮溫度和吸收率為0.9以上的熱沉來模擬空間冷黑環(huán)境，模擬誤差僅為1%左右，完全能夠滿足冷黑環(huán)境模擬試驗(yàn)的要求。另外，追求更低的溫度是不必要的，而且會大大增加技術(shù)難度和模擬設(shè)備的投資。16冷黑環(huán)境模擬技術(shù)空間等效溫度3K（絕對溫度0K）63冷黑環(huán)境模擬技術(shù)風(fēng)云一號衛(wèi)星衛(wèi)星上可伸縮的活動機(jī)構(gòu)，如太陽帆板，天線等，由于冷黑環(huán)境效應(yīng)，會使展開機(jī)構(gòu)卡死，影響其伸展性能。我國“風(fēng)云一號”氣象衛(wèi)星的太陽帆板，在真空環(huán)境下，由于低溫環(huán)境效應(yīng)，未能伸展到位。衛(wèi)星上某些有機(jī)材料在冷黑環(huán)境下會產(chǎn)生老化和變脆，影響材料的性能。17冷黑環(huán)境模擬技術(shù)風(fēng)云一號衛(wèi)星衛(wèi)星上可伸縮的活動機(jī)64低溫系統(tǒng)

低溫系統(tǒng)指空間模擬器中使用的液氮系統(tǒng)，氣氮系統(tǒng)與氮制冷系統(tǒng)。

液氮系統(tǒng)的作用是以液氮作為制冷劑去冷卻真空容器內(nèi)的熱沉，使其溫度達(dá)到80~100K，以模擬太空的低溫環(huán)境。

氣氮系統(tǒng)可加快空間模擬室的出氣速率，提高真空度，試驗(yàn)結(jié)束后，加熱熱沉，使容器升溫。

低溫系統(tǒng)液氮系統(tǒng)氣氮系統(tǒng)氮制冷系統(tǒng)開式沸騰系統(tǒng)帶壓節(jié)流系統(tǒng)單相密閉循環(huán)系統(tǒng)

氮制冷系統(tǒng)可作為空間分子沉模擬的冷源，有是低溫泵的冷源，在一些特殊試驗(yàn)中，要求熱沉溫度低于液氮溫度是，必須使用氮制冷系統(tǒng)。

18低溫系統(tǒng)低溫系統(tǒng)指空間模擬器中使用的液氮系統(tǒng)，氣65低溫系統(tǒng)液氮系統(tǒng)的主要設(shè)備包括：液氮泵、過冷器（熱交換器）、液氮儲槽、文丘里管（或帶壓杜瓦）、閥門、熱沉和控制系統(tǒng)等。液氮系統(tǒng)開式沸騰系統(tǒng)帶壓節(jié)流系統(tǒng)單相密閉循環(huán)系統(tǒng)文丘里管是先收縮而后逐漸擴(kuò)大的管道。測出其入口截面和最小截面處的壓力差，用伯努利定理即可求出流量。19低溫系統(tǒng)液氮系統(tǒng)的主要設(shè)備包括：液氮泵、過冷器（66低溫系統(tǒng)-開式沸騰系統(tǒng)開式沸騰系統(tǒng)1-液氮儲槽；2-熱沉；3-調(diào)節(jié)閥門；4-管路系統(tǒng)簡單，投資少，但溫度不均勻。20低溫系統(tǒng)-開式沸騰系統(tǒng)開式沸騰系統(tǒng)系統(tǒng)簡單，投資少，67低溫系統(tǒng)-帶壓節(jié)流系統(tǒng)帶壓節(jié)流系統(tǒng)1-液氮儲槽；2-節(jié)流閥；3-熱沉；4-調(diào)節(jié)閥；5-液氮泵；6-管路系統(tǒng)簡單，熱沉不可不受重力，位置限制但溫度不均勻。系統(tǒng)適用于中、小型環(huán)模裝置21低溫系統(tǒng)-帶壓節(jié)流系統(tǒng)帶壓節(jié)流系統(tǒng)系統(tǒng)簡單，熱沉不可不受68低溫系統(tǒng)-單相密閉循環(huán)系統(tǒng)單相密閉循環(huán)系統(tǒng)1-帶壓液氮儲槽；2-控制閥門；3-熱沉；4-過冷器；5-液氮泵；6-閥門可根據(jù)熱沉負(fù)載的大小進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，熱沉的壁溫較低且溫度比較均勻。但所需設(shè)備多、投資大。系統(tǒng)適用于大型環(huán)模裝置22低溫系統(tǒng)-單相密閉循環(huán)系統(tǒng)單相密閉循環(huán)系統(tǒng)可根據(jù)熱沉負(fù)載69空間外熱流環(huán)境模擬空間外熱流環(huán)境模擬太陽模擬方法紅外模擬方法利用模擬太陽光譜能量分布的太陽模擬器，探究太陽輻射對衛(wèi)星產(chǎn)生的能量效應(yīng)和熱效應(yīng)，這種模擬結(jié)果直觀可靠，可用于修復(fù)外形復(fù)雜和表面性質(zhì)變化大的衛(wèi)星。利用紅外模擬器模擬衛(wèi)星表面吸收的空間熱外流，用于研究空間外熱流環(huán)境對衛(wèi)星的熱效應(yīng)。一般只適用于外形簡單，表面光學(xué)性質(zhì)變化不大的衛(wèi)星。技術(shù)復(fù)雜，成本高，安裝、維護(hù)困難，壽命短，有一定危險性。技術(shù)簡單，成本低，安裝、維護(hù)方便，壽命長。23空間外熱流環(huán)境模擬空間外熱流太陽模擬方法紅外模擬方法利用70空間其它重要環(huán)境模擬技術(shù)磁層亞暴環(huán)境模擬系統(tǒng)24空間其它重要環(huán)境模擬技術(shù)磁層亞暴環(huán)境模擬系統(tǒng)71空間其它重要環(huán)境模擬技術(shù)空間碎片模擬技術(shù)空間碎片又稱空間垃圾，隨著人類空間活動的增加，越來越多停止工作的航天器，已完成推進(jìn)任務(wù)的火箭推進(jìn)劑的未級在軌道上運(yùn)行，它們與軌道上的物體相碰撞，導(dǎo)制破碎或爆炸，產(chǎn)生大量空間碎片，美國和原蘇聯(lián)都進(jìn)行過用動能武器摧毀航天器的反衛(wèi)星試驗(yàn)，這些人為摧毀的航天器也形成了大量碎片，還有固體火箭排出物中的大量氧化鋁顆粒等。1987年公布的空間碎片數(shù)量為7000個，這些空間碎片大都在500－1000km處，因此長壽命航天器遭空間碎片的危險最大，而在36000km高度的地球同步軌道，空間碎片的密度較低，其危險性亦相對低一些。25空間其它重要環(huán)境模擬技術(shù)空間碎片模擬技術(shù)空間碎72空間其它重要環(huán)境模擬技術(shù)空間碎片模擬技術(shù)空間碎片對航天器危害主要表現(xiàn)如下：艙壁穿孔威脅艙外活動的航天員損壞脆性體表面溫控涂層剝落溫控涂層性能改變太陽電池陣損壞26空間其它重要環(huán)境模擬技術(shù)空間碎片模擬技術(shù)空間碎片對航天器73空間其它重要環(huán)境模擬技術(shù)空間碎片模擬技術(shù)1-排氣道；2-吸氫管；3-推進(jìn)艙；4-分離及速度測量區(qū)；5-試驗(yàn)艙；6-加長艙；7-速度測試艙；8-過濾艙；9-密封及試件夾緊裝置；10-壓力艙；11-底板；12-封頭27空間其它重要環(huán)境模擬技術(shù)空間碎片模擬技術(shù)1-排氣道；2-74工作映射Part3達(dá)索集團(tuán)產(chǎn)品調(diào)研28工作映射Part3達(dá)索集團(tuán)產(chǎn)品調(diào)研75達(dá)索（Dassault）成立于1928年，總部位于法國巴黎，它是世界軍用飛機(jī)制造商之一，主要為空軍和海軍提供軍用飛機(jī)。經(jīng)典產(chǎn)品“陣風(fēng)”是達(dá)索公司研制的多用途超音速飛機(jī)。目前旗下分為有飛機(jī)制造公司，主要設(shè)計(jì)制造軍用民用飛機(jī)，國際公司和系統(tǒng)公司，系統(tǒng)公司主要開發(fā)相關(guān)的軟件系統(tǒng)。29達(dá)索（Dassault）成立于1928年，總部位76達(dá)索集團(tuán)旗下經(jīng)產(chǎn)品飛機(jī)制造軟件系統(tǒng)開發(fā)軍用機(jī)型有：“幻影”“大西洋”

“美洲虎”“陣風(fēng)”民用飛機(jī)：“隼”（sun）系列開發(fā)軟件應(yīng)用程序，以3DEXPERIENCE平臺為基礎(chǔ)，可實(shí)現(xiàn)3D設(shè)計(jì)、工程、3DCAD、建模、仿真、數(shù)據(jù)管理和流程管理。30達(dá)索集團(tuán)旗下經(jīng)產(chǎn)品飛機(jī)制造軟件系統(tǒng)開發(fā)軍用機(jī)型有：“幻影77幻影戰(zhàn)斗機(jī)大西洋反潛巡邏機(jī)美洲虎戰(zhàn)斗機(jī)陣風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)達(dá)索飛機(jī)31幻影戰(zhàn)斗機(jī)大西洋反潛巡邏機(jī)美洲虎戰(zhàn)斗機(jī)陣風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)達(dá)索飛機(jī)78“隼”（sun）系列民用飛機(jī)達(dá)索飛機(jī)32“隼”（sun）系列民用飛機(jī)達(dá)索飛機(jī)79達(dá)索系統(tǒng)

達(dá)索系統(tǒng)公司專注于產(chǎn)品生命周期管理（ProductLifecycleManagement）行業(yè)跨度從飛機(jī)、汽車、船舶直到消費(fèi)品和工業(yè)裝備和建筑工程。達(dá)索系統(tǒng)幫助客戶實(shí)現(xiàn)重大的業(yè)務(wù)變革，帶來戰(zhàn)略性的商業(yè)價值，包括縮短項(xiàng)目實(shí)施周期、增強(qiáng)創(chuàng)新、提高質(zhì)量。達(dá)索系統(tǒng)的”3D體驗(yàn)”平臺為核心，可實(shí)現(xiàn)3D設(shè)計(jì)、工程、3DCAD、建模、仿真、數(shù)據(jù)管理和流程管理。33達(dá)索系統(tǒng)

達(dá)索系統(tǒng)公司專注于產(chǎn)品生命周期管理（P80達(dá)索系統(tǒng)公司

達(dá)索系統(tǒng)的”3DEXPERIENCE”平臺為核心，包括CADCAECAM設(shè)計(jì)分析制造一體的CATIA三維軟件，3D設(shè)計(jì)軟件SOLIDWORKS，防震軟件SIMULIA，數(shù)字制造DELMIA等?？蓪?shí)現(xiàn)3D設(shè)計(jì)、工程、3DCAD、建模、仿真、數(shù)據(jù)管理和流程管理。34達(dá)索系統(tǒng)公司

達(dá)索系統(tǒng)的”3DEXPERIE81達(dá)索系統(tǒng)公司

CATIA是達(dá)索系統(tǒng)的CAD/CAE/CAM一體化集成解決方案，現(xiàn)已整合到“3D”體驗(yàn)平臺。它覆蓋了眾多產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域，被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、船泊、機(jī)械制造、消費(fèi)品等諸多行業(yè)。35達(dá)索系統(tǒng)公司CATIA是達(dá)索系統(tǒng)的CAD/CAE82達(dá)索系統(tǒng)公司

CATIA是CAD/CAE/CAM一體化集成三維軟件，相對于其他軟件catia曲面模塊功能強(qiáng)大。36達(dá)索系統(tǒng)公司CATIA是CAD/CAE/CAM83達(dá)索系統(tǒng)SolidWorks是達(dá)索系統(tǒng)公司專門負(fù)責(zé)研發(fā)與銷售機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的視窗