空間粒子輻射對航天器充放電效應的分析與研究.pdf

1、空間環(huán)境是影響航天產品可靠性的重要因素之一,其中粒子輻射引起的輻射劑量效應和單粒子效應,在我國航天產品的可靠性設計中有一定的考慮,但是充放電效應在我國航天產品的可靠性設計中還缺少足夠的重視,多顆衛(wèi)星因此而出現(xiàn)異?；蚬收?如2010年4月上旬發(fā)生的一次高能電子增強事件,使我國多顆衛(wèi)星因充放電而出現(xiàn)異常。
　　 導致這一狀況的因為是:我國航天器充放電效應研究工作相對薄弱,工程人員缺少充放電基本知識和防護設計分析能力,航天器產品的相關

2、設計分析要求不夠明確。為此本文在大量調研的基礎上,經過分析、研究,凝練出航天產品充放電效應工作要求,以期系統(tǒng)地給出航天器充放電效應的機理、充放電效應的分析方法、防護設計要求、試驗驗證和該專項工作的流程等,為航天工程設計人員提供一個簡便、可操作的指導文件。
　　 本文第二章論述了航天產品可靠性要求,第三章給出了航天器表面充放電和深層充放電機理以及對航天器的可靠性影響,第四章和第五章重點給出了充放電效應分析方法以及防護設計要求,第六

3、章明確了試驗驗證方法,最后第七章給出了專項工作流程和效果考核方法。
　　 分析航天器充放電效應、評估其危害是整個充放電效應專項工作的基礎,也是防護設計的前提和依據(jù),目前國內外航天器充放電效應大多采用大型的仿真軟件,雖有利于精確分析,但專業(yè)性強,不利于航天各級產品的設計中廣泛應用和推廣,對各航天產品的應用缺乏可操作性。第四章先分析了充放電嚴重等級,然后從航天器表面和深層充放電的機理出發(fā),分別給出了簡便的、可操作的表面和深層充放電分

4、析、評估方法,便于普通工程設計人員分析、評估和展開防護設計。其中,首次凝練出的深層充放電分析方法,通過空間電子能譜、屏蔽,估算材料的充電電流,結合材料的擊穿電壓或放電時間常數(shù),評估材料充放電危害。該方法機理明確,計算過程簡便,易于工程應用。該章最后簡單介紹了國外廣泛采用的幾種大型軟件情況。
　　 在第五章中,通過大量的調研工作,參考相關航天規(guī)范,依據(jù)充放電機理,系統(tǒng)地歸納、總結了充放電防護設計要求,包括表面充放電設計準則、材料控