国家标准计划《空间飞行器结构刚度控制要求》由 TC425(全国宇航技术及其应用标准化技术委员会)归口 ,主管部门为国家标准委。
主要起草单位 北京宇航系统工程研究所 。
| 49 航空器和航天器工程 |
| 49.020 航空器和航天器综合 |
系统动力学性能与每个组件的刚度密不可分,在研制初期根据重量、尺寸等约束条件,进行合理的刚度分配是必不可少的。
在星箭接口控制文件中,基础级火箭对卫星提出最小基频要求(如10Hz或更高),要求其不能与控制系统频率相耦合。
然而对多发飞行遥测结果分析后发现,在运载火箭主动飞行段,卫星、卫星适配器及其分支结构的高阶横向频率,可能引起较为严酷的卫星振动响应;甚至ICD中不进行约束的一阶扭转频率,若其与火箭扭转激励频率相耦合,也会引起较大的卫星横向振动,不利于卫星力学舒适性和飞行可靠性。
因此在航天器研制初期,有必要对卫星、适配器及重要分支结构的刚度特征进行约束、分配和控制,并对火箭外力函数的特征进行分类和分析,给出满足军民两用通用技术指标(如重量、成本、研制周期等)约束条件下的整体和局部结构刚度设计要求、刚度指标分配原则、分配流程和方法,有助于降低卫星及重要单机的振动水平、减少总体和分系统迭代次数、避免结构方案反复。
另外对于大口径望远镜等民用结构,具有速度低、精度高的特点。
由于系统一阶谐振过低会导致系统控制带宽过窄,严重影响系统响应速度,因此提出系统最小基频要求(如15Hz或更高)。
为了提高观测设备的动态响应能力,实现结构的低重量惯量、高刚度和高精度,设计之初进行系统级的刚度分配工作尤其重要。
项目开展前期,平衡各结构件刚度指标,保证系统动态响应能力的前提下,对各组件提出合理刚度需求为刚度分配的目标。
该标准适用于空间系统运载火箭、航天器和重要单机的刚度分配控制,大口径望远镜等民用结构的刚度分配也可参照执行。
。
本标准规定了空间飞行器主结构、次结构及其有效载荷的刚度分配控制要求满足军民两用通用技术指标(如重量、成本、研制周期等)约束条件,大口径望远镜等民用结构的刚度分配也可参照执行。主要技术内容包括整体、局部结构刚度指标分配工作、外力函数分类及特征分析等。
ZL201120417355.2一种适用于空间飞行器的动力学模型修正装置