薛梦轩-卫星工程概论(上)
航天航空学院本科生培养方案
航天航空学院本科生培养方案清华大学航天航空学院二〇一四年六月目录航天航空学院基本情况 (2)工程力学、航天航空工程、能源与动力工程专业培养计划 (6)清华大学与空军航空大学联合培养(飞行学员教学方案) (17)-------------航天航空工程专业工程力学（钱学森力学班） (24)文化素质教育核心课程列表 (29)《大学英语》综合课程目录...............................................32. 航天航空学院课程介绍 (34)院系介绍清华大学航天航空学院1、清华大学航天航空学院概况清华大学的航空与力学学科起源于上世纪30年代，1938年创立航空系、1958年为了我国的力学与航天航空事业培养专门人才成立了工程力学系，在2004年复建航天航空学院（简称航院），聘请了我国首任载人航天工程总设计师王永志院士担任院长。
学院拥有国际一流的力学、工程热物理学科和发展中的航空宇航科学与技术学科。
在80多年的发展历程中，涌现出了一批著名的科学家，如钱学森、钱伟长、张维、杜庆华、黄克智、过增元、杨卫等院士，他们为各学科的发展付出了智慧和力量，奠定了清华航院发展的坚实基础。
清华航院为国家培养了大批优秀人才，其中包含十几位院士，他们在祖国的高等教育、科学研究、经济建设和国防安全事业中做出了重要贡献。
清华航院设有工程力学系、航空宇航工程系和挂靠的清华大学宇航中心。
航院拥有一流的师资队伍，现有院士3名，53名正教授，其中长江学者特聘教授6名，杰出青年基金获得者9名，国家级教学名师奖获得者2名，北京市教学名师获奖者1名。
学院为培养创新型人才，在2009年在本科生中创建了“钱学森力学班”，2011年开始与空军联合创建飞行学员班。
2、研究生教育航天航空学院具有一流的学科水平和雄厚的师资力量，学院目前设有力学、动力工程及工程热物理、航空宇航科学与技术三个一级学科，并都设有相对应的博士点和硕士点。
卫星工程概论上PPT课件
2.4 航天器研制对空间环境的需求
1、可行性阶段 2、方案设计阶段 3、生产阶段 4、发射阶段 5、运行阶段
对总体方案选择和决策 空间环境因数是航天器设计的重要因数 选择合适元器件 选择空间环境稳定期 监视空间环境变化
6、发生异常及故障阶段 及时收集分析环境数据以判定或排除
2.5 空间环境预报与监测
析
卫星轨道类型和选择 约束条件确定 提出总体方案设想 关键技术分析
卫星研制 技术流程 初步制定
3.3 卫星可行性总体方案论证
方案分析和综合
分系统组成、论证实现卫星技术的途 径、卫星构型初步设计
卫星与卫星工程 接口
不同分系统与大系统接口协调
卫星总体性能指 标分析
明确指标内容及分析方法论
方案优选
满足条件下选择合理方案
变轨策略
4.4 几种常用轨道
太阳同步轨道
常 回归轨道 用 轨 冻结轨道 道
地球静止轨道
4.5 轨道确定
初轨确定概况 利用少量测量数据计算轨道根数，必 须具备三个地理位置时间点
利用卡尔曼滤波的轨道改进方法 用大量观测数据来优化轨道，最常用 的为最小二乘法和卡尔曼滤波方法
4.5 轨道确定
第五章 卫星有效载荷 5.1 概述 5.2 通信微信有效载荷 5.3 地球卫星有效载荷 5.4 气象卫星有效载荷 5.5 海洋卫星有效载荷 5.6 导航卫星有效载荷 5.7 侦查微信有效载荷 5.8 科学卫星有效载荷
对轨道的影响 对姿态的影响
高层大气、电离气体、太阳辐射、日月 摄动、地球非球形
地球磁场、高层大气阻力矩负三次方影 响
对材料表面的影响
机构和化学损伤
高能带电粒子 充电效应
对温度的影响 单粒子事件
薛梦轩—卫星电源技术
2.3 空间核电源—放射性同位素温差发电器
放射性同位素温差发电（简称RTG），由放射性同位素热源、温差电换能器和热 辐射器组成。由于其功率与所选同位素半衰期和质量比功率有关，放射性同位素燃料
所选原则为：
比功率：>0.1W/g 半衰期：100天~100年，功率衰减不大于10%~20% 燃料的可获得性
2.1 化学电池—分类
原电池
一次性使用，如：
锌锰干电池、锌银一次电池
反复循环使用，如： 铅酸蓄电池、镉镍蓄电池 可长期保存，激活使用，如： 镁银电池（海水电池） 可连续使用，靠输入燃料产
蓄电池
贮备电池
燃料电池
生电能，如：氢氧燃料电池
2.1 化学电池—锌银蓄电池
锌银蓄电池—碱性电池 负极：锌； 正极：银的氧化物； 电解质：氢氧化钾水溶液 特性： 放电性能优良 比能量高 质量相同的各蓄电池放电曲线
2.2 太阳电池阵
2.2 贮能装之—蓄电池组
1957年， 镉镍蓄电池
1977年， 氢镍蓄电池 金属氢化物镍 蓄电池 钠离子蓄电池 密封不泄露 转换效率高 要求 可高功率输出 易于管理 有待关键技术 进一步解决 钠硫电池
20世纪70年代后
再生燃料电池
2.2 贮能装之—蓄电池组
氢镍蓄电池和镉镍蓄电池性能比
核辐射：外部辐射尽量低，a放射性同位素最具吸引力
成本： a放射性同位素较贵，要提高换能效率 燃烧形式和工艺
2.3 空间核电源—放射性同位素温差发电器
2.3 空间核电源—核反应堆电源系统
反应堆活性区 反应堆控制系统 超热中子堆 反应堆冷却系统 辐射防护屏蔽 辅助系统 快中子堆
反应堆活性区 冷却系统 屏蔽系统 辅助系统
从传输功率的角度，一般可分为两大
薛梦轩-卫星结构设计与分析(上)
卫星结构设计
指在设计中结构和机构都必须始终遵循的基本原则，若不满足，可能会危及卫星任务的完成。
由运载火箭、卫星系统和星上其他分系统通过卫星系统下达的设计指标或要求。
结构材料时形成卫星结构和机构的基础。卫星结构与机构的性能 ，特别是卫星结构的性能在很大程度上取决于材料的性能。
卫星结构材料
对卫星结构材料的性能要求是多种多样的，以下仅说明较基本的、带普遍的材料性能要求，而更详细的或较特殊的要求，需要结合具体的结构或机构设计要求来规定。1 低密度要求；2 机械性能要求；3 物理性能要求；4 材料真空出气要求；5 制造工艺性能要求。
设备安装平台或壁板
夹层架构，挤压、机加或成形的梁
往往把部件装在刚度较大的轻型夹层壁板上
电缆支架和电接插件板
钣金件或冲压件
钣金件比机加件省钱，除非机加可以大大减少零件数目
卫星结构设计
在选择结构类型时，同时也应考虑结构部件间的连接方式。结构部件的链接主要采用机械紧固、焊接和胶接在选择时，要考虑到：
发动机不稳定燃烧、气动噪声和抖振、PO-GO现象、控制系统不稳定
级间动作
分离、级间点火
轨道运行
在轨动作
控制系统不稳定
返回
再入大气
启动噪声和抖振、气动稳定性
结构静载荷分析：简单的静载荷可以直接用材料力学、结构力学等解析方法求部件在和。复杂的可用数值法进行内力分析。
结构动载荷分析：各飞行阶段卫星结构动力分析包括：1 发射阶段卫星/火箭联合动力分析；2 在轨运行阶段卫星本体动力分析；3 返回阶段返回舱动力分析。
卫星工程概论(上)——马佳
卫星工程概论
人造卫星的发展趋势
气象卫星 高分辨遥感器，大容 量存储器和数字化传 输 通信卫星 大功率、高频段、 长寿命和大容量
地球资源卫星 可控的高精度卫星平 台技术
02
03
04
海洋卫星 提高遥感器性能， 增加覆盖范围
01
08
发展趋势
06
07
05
导航卫星 新型星座设计，提高 导航精度，提高信号 发射率
卫星有效载荷
地球资源卫星有效载荷
●光学成像遥感器 ●多光谱类遥感器 ●高空间分辨率类遥感器 ●成像光谱类遥感器 ●合成孔径雷达 ●数据传输设备
卫星有效载荷
气象卫星有效载荷
●扫描成像仪 ●大气探测仪
卫星有效载荷
卫星有效载荷
海洋卫星有效载荷
●光学遥感器 ①海洋水色扫描仪 ②CCD成像仪 ●微波遥感器 ①雷达高度计 ②微波散射计
两个过程观念
卫星总体设计
卫星总体设计任务和原则
将用户要求转化为由若干 分系统组成的系统，并使 该系统满足用户性能要求 将卫星系统功能和参数分 解到各分系统，并保证分 系统之间的协调
系统整 体性
满足用 户需求
设计任务 提出保证要求，完成可靠 性、可用性、可维修性、 安全性等规范
效益性
设计 原则
创新性 和继承 性
在航天器发生异常和故障时，需要实时的环境数据以判定或排除空间环境又发的可能性
地球空间环境的影响
空间环境预报பைடு நூலகம்检测
1.空间变化规律 地球空间环境在太阳的影响下会发生剧 烈的扰动且具有一定的规律性 ●11年变化 ●27天变化 ●突发性变化 3.空间环境监测 4.空间环境预报
2.太阳扰动传播过程 ●电磁辐射 ●等离子体 ●高能带电粒子
西工大2011年攻读硕士学位研究生招生专业目录
于晓洲 副教授 卢晓东 副教授 呼卫军 副教授
周军 教授 闫杰 教授 翁志黔 教授 梁志毅 教授 张科 教授 王民钢 教授 黄攀峰 教授 于云峰 教授 符文星 副教授 刘莹莹 副教授 谭雁英 高工 王红梅 副教授 余瑞星 副教授 葛致磊 副教授 于晓洲 副教授 王鑫
03先进控制理论 及技术
04通信、测控、 信息安全与对抗 技术
04空天飞行器系 统与技术
05飞行器系统工 程与仿真
谷良贤 教授 袁建平 教授 唐硕 教授 徐敏 教授 方群 教授 罗建军 教授 李新国 教授 岳晓奎 教授 朱战霞 教授 马卫华 副教授 龚春林 副教授
袁建平 教授 唐硕 教授 祝小平 教授 罗建军 教授 李新国 教授 王志刚 教授 刘芸 副教授
082502 航空宇航 推进理论与工程
15
101政治 204英语（二） 302数学（二） 821自动控制原 理 836航天器与导 弹 任选
控制原理
复试科 目： 936现代控 制理论基 础 同等学力 加试科 目： 导弹控制 原理 航天器控 制原理
430134 航天工程
副教授 谭雁英 高工 王红梅 副教授 余瑞星 副教授 葛致磊 副教授 于晓洲 副教授 卢晓东 副教授 呼卫军 副教授 王鑫 副教授 陈凯 副教授
祝小平 教授 罗建军 教授 李新国 教授 王志刚 教授 岳晓奎 教授 朱战霞 教授 毛根旺 教授 李进贤 教授 鲍福廷 教授 胡春波 教授 李江 教授 刘佩进 教授 杨涓 教授 何国强 教授 杨涓 教授 杨茂 副教授 吴斌 副教授 龚春林 副教授 徐超
组合导航 技术 气体动力 学 火箭发动 机原理 任选2门
5．导引规律与弹道：导引弹道的研究方法、特点；相对运动方程的 建立；追踪法；平行接近法；比例导引法；三点法；角度法；复合制 导。
薛梦轩—航天器进入与返回技术(上)
进入式航天器：执行完任务后要进入行星大气并在 行星上着陆的航天器叫进入式航天器。
非进入式航天器：不进入行星大气的航天器称为非 进入式航天器。
航天器的发射与返回
发射过程与返回过程比较
再入返回原理
航天器的发射是一个加速过程，即在运载火箭的推动下，航天 器由静止到运动，由低速到高速，最后达到飞行的目的。而航天器 的返回实际上是发射的逆过程，即要使高速飞行的航天器减速，最
升力式再入航天器
升力式再入航天器特点
优点：
过载也较小； 落点位置偏差小
加热热量大，加热时间长； 缺点： 控制问题、气动力问题、
防热问题和结构问题变得十分复杂
3 工作映射
TRAD，Tests＆Radiations成立于1994年，是一家独立的公司，为太 空，国防，航空和其他可靠性至关重要的恶劣环境应用提供高可靠性 服务。 TRAD Tests＆Radiations提供先进的服务和独特的专业知识，帮助 公司预测和最大限度地减少对其产品和系统的辐射影响。
优点： 气动热总加热量较小；
防热结构简单
落点位置偏差较大； 缺点： 热流密度峰值和过载峰值很大
弹道—升力式再入航天器
航天器再入时具有一定升力可以增大再入走廊的宽度，改善它的再
入状况。在相同的再入条件下，增大升阻比还可以减小最大过载值和降 低热流密度峰值。 此外，具有升力的航天器，在再入段通过它的滚动控制可以改变升 力的方向，从而能在一定程度上调整航天器在大气中运动的轨道，使航 天器有一定的机动飞行能力，这样可以大大减小航天器的落点散布。 接受到的总热量也较大
弹道—升力式再入航天器
重心偏置对升力的影响
跳跃式再入返回轨道
升力式再入航天器
能够实现水平着陆的升力式航天器的升阻比一般都大于1，也就是说航天 器在再入段的升力大于阻力，这样大的升力不能再用偏离对称中心轴线配置质 心的办法获得。因此升力式航天器不能再用旋转体，只能采用不对称的升力体。 升力体又可分为带翼和不带翼两种，两种都能产生大于1的升阻比。但是 不带翼的升力体升力全靠体形产生，会使体形复杂化和增大了尺寸和质量，因 此对航天器而言一般不用。现有的和正在研制的升力式航天器，都是带翼的升 力体，形状与飞机类似。
卫星环境工程和模拟试验(上)
汇报人：薛梦轩
目录
1 概述
2 空间真空环境
3 热真空环境
4 空间外热流环境 5 工作映射
1 概述
卫星环境工程—概述 卫星环境工程科分为空间环境和动力学环境两大类。
真空
冷黑
空间环境 太阳辐照 电磁辐射 磁场
真空
冷黑
太阳辐照 粒子辐照
空间碎片
卫星环境工程—概述
空间环境模拟，不是卫星所处环境的复现，而是一种等效效应 模拟，一种等效模拟。
军工产品可靠性产品实验室
军工产品可靠性产品实验室
空间环境模拟实验舱
空间环境模拟实验舱
太空环境模拟
热动力试验台
热动力试验台
高低温实验室
高低温实验室
谢谢！ 诚请指导！
2 空间真空环境
空间真空环境
压力差效应 真空放电效应
空间真空
环境效应
热辐射效应 真空出气效应 材料蒸发、生化、分解效应 干摩擦、黏着与冷焊效应
空间真空环境—设备用途
卫星伸展机构的展开试验 热平衡试验 设备用途
组件与舱段的热真空试验
各分系统的热真空试验 航天员出舱操作能力的训练 火箭发动机性能和功能试验
空间真空环境—设备组成
真空容器、真空抽气系统
热沉
液氮系统、氦制冷系统气氦调温系统、 设备用途
太阳模拟器
卫星运动模拟器 电源系统与实验管理系统
总控系统、计算机数据采集、处理系统
典型空间模拟器
KM3空间模拟器原理图
洛克希德公司空间环境模拟器
典型空间模拟器
日本筑波宇宙中心空间模拟器系统简图
典型空间模拟器
控制及数据采集系统
热真空试验设备
沈航研究生专业
①101思想 政治理论② 《机械原理》，高等教 ④804机械 201英语一 育出版社 第五版，孙桓 原理 ③301数学 主编 《机械设计》高等教育 翟青春 一 出版社2004 濮良贵主编 024-89724538 原则上不招收同等学 zhaiqc@sau.ed 力考生 专业综合（《汽车理论 》、《汽车设计》） 参考书目： 1.《汽车理论》（第5 版）余志生，机械工业 出版社，2010年1月 ①101思想 政治理论② 《机械原理》高等教育 ④804机械 204英语二 出版社，第五版 孙桓主 原理 ③302数学 编 二 《机械制造基础》参考 教材：《机械加工工艺 基础(工程材料及机械制 造基础Ⅲ)》孔德音，机 械工业
二级学院 （部） 专业名称 研究方向 03煤的清洁燃烧与转化 080700 动力工程及 04内燃机替代燃料研究 工程热物理 05动力机械动力学与振动控制 初试统考、 联考科目 ①101思想 政治理论② 201英语一 ③301数学 一 初试自命 题科目 初试自命题 参考书目 《工程热力学》，童钧 ④820工程 耕，高等教育出版社， 热力学 第四版，2007年 1、工程测试技术 复试科目及参考书 《工程测试与信息处理 》，孔德仁等，国防工 业出版社，2003年。 2、传热学 《传热学》，杨世铭 等，高等教育出版社， 第四版，2006年。 1、材料力学性能 参考书：《工程材料的 力学性能》，姜伟之， 北航出版社，2000 2、高分子材料合成学 任选一门 原则上不招收同等学 力考生 咨询联系人 及联系方式 曾文 024-89723722 18040039066 同等学力报考附加 条件
工程力学 《材料力学》第四版， 刘鸿文，高等教育出版 社，2004 《理论力学》第六版， 哈工大理论力学教研室 编，高等教育出版社， 2002
武汉大学空间定位与导航工程研究所课程
·卫星轨道基础课程简介本课程主要介绍卫星轨道的分类；时间系统与坐标系统；二体问题下的卫星轨道理论与初轨计算方法；卫星的摄动轨道；卫星的轨道机动和人造卫星的轨道设计等内容。
通过学习本课程，可以基本掌握人造卫星运行轨道的基础理论知识，为进一步学习卫星轨道确定和卫星轨道设计做准备。
第四学期开设教材：卫星轨道基础（讲义），待编。
参考书目：[1]近地航天器轨道基础，国防科技大学出版社，郗晓宁、王威、高玉东，2003年；[2]航天器轨道理论，国防工业出版社，刘林，2001年6月。
·组合导航课程简介组合导航系统是随着计算机、最优滤波原理的发展而迅速发展起来的一种多系统、多功能、高可靠性的导航系统。
目前组合导航系统已在国内外航空、航天、航海和陆地车辆的导航定位中得到广泛应用，它是导航技术发展的主要方向之一。
通过本课程的学习，学生能基本掌握和了解组合导航技术，对它的基本原理、特点、应用及最新发展有一个比较全面的认识。
对组合导航系统的应用有更深入理解。
本课程包含以下内容的知识：组合导航系统的基本思想、组合导航系统的最优估计方法（卡尔曼滤波）及其特点、GPS/INS组合导航系统的原理和方法及其应用。
教学过程中采用多种教学方法结合的方式。
课堂教学采用以PowerPoint 课件授课为主并与传统教学方法相结合的授课形式；注重设计和开发具有综合性、创新性的课堂实践项目。
通过课堂实习，使学生加深对理论知识的理解。
采用网络答疑。
现代网络信息的发展，为学生的远程教学和答疑提供了良好的平台。
比如布置作业、网上讨论，网上解答疑问。
通过email形式师生相互间进行交流。
课程安排开设在第七学期，这时前导课程：《GPS原理及应用》、《GPS测量数据处理》、《Matlab》、《导航学》等都已学完。
教材：组合导航，武汉大学自编讲义。
参考书目：[1]卡尔曼滤波与组合导航原理，西北工业大学出版社，秦永元、张洪钺、汪叔华编著，1998年；[2]导航系统，，航空工业出版社，袁信，俞济祥等著1993年；[3]Integrated Navigation and Guidance Systems，American Institute of Aeronautics and Astronautics，Inc，Daniel J.Biezad，1999。
卫星环境工程和模拟试验(下)
模拟运输振动台 YSMNT-100
大型非标定制振动试验台 YSZD系列 测试夹具定制
常规振动试验台技术规格 1、台面尺寸(mm)： 750*750 1000*1000 1200*1200 台面尺寸接受定 制 2、振幅：0~5mm(可调) 3、最大负载：100kg 200kg 常规可定制 300kg以内 4、频 率：1~400hz 1~600hz 1~2000hz 5、最大加速度：0~20g(1g=9.8m/S2) 6、振动波形:正弦波(半波、全波) 9、振动试验台振动方向:①垂直(Y轴)、②水 平(X、Z轴)、③垂直+水平(Y、X、Z轴) 两个振动台 体完成三维振动， 一个台体做垂直(Y轴)振动，一个台体做水平(X、 Z轴)振动。
振动试验设备—加速度计
2.加速度计的安装 1. 螺钉连接，连接最牢固， 2. 胶或双面胶带，共振频率会略有下降 3. 薄腊，适用于低加速度的测量
4. 磁铁，降低了固有频率，只适用于低加速度的测量。
安装时的注意事项： a . 保证刚性连接 b. 加速度计的敏感轴应与被测振动轴一致 c. 加速度计的电缆的连接应牢固固定
环境响应预示方法—动力学环境数据库和预示系统
美国的振动声学有效载荷环境预示系统— —VAPEPS，功能有两种： • 低频用外推法预示新型号的环境响应， • 高频采用统计能量分析方法。
薛梦轩-卫星结构设计与分析(下)
舱门设计： 舱门需要有一定的强度和刚 度。舱门与舱口之间，需要 密封。一般舱门采用以下几 种结构：半硬壳式结构、整 体壁板结构和蜂窝夹层结构。
壳体材料选择： 目前密封舱壳体主要选用铝 合金和钛合金。最高工作温 度不超过200℃时采用铝合 金，超过200℃采用钛合金。
舱段连接设计： 密封舱与其他舱段的连接， 有可拆式和不可拆式两种连 接方式。不可拆式常采用铆 接方式连接，可拆式常采用 螺接方式连接。
框架半结构作为卫星主城里结构
的一部分，承受着很大的载荷， 在满足一般设计要求上，还应满 足一些特殊设计要求： 1 不但具有较高的整体强度，并具
框架板式结构
分离的舱体结构形成为一个整体。 2 可作为大型设备支撑结构部件。 3 作为分离藏的接口界面。 4 作为分离的舱体在地面装配、 测试及运输的支撑界面，并承受 其中载荷舱的载荷
在卫星结构中，壳体主承力结构有两大类：一类是中心承力筒，它是一个筒形（圆柱、或圆柱与圆锥的组合）结构，位于卫星的中央，
与运载火箭对接，是卫星上主要承载的机构件；另一类是舱段壳体，结构舱段壳体是一个独立的回转形结构，舱段内的其他结构及星载设备 均在其内部进行连接和安装，其可承受卫星的全部或部分载荷。
中心承力筒结构
筒体的开口设计： 筒体开始设计中，最普遍的办 法是在开口处使用口框予以加 强。为了保证结构的可靠性， 需要进行足够的试验。
密封舱结构
Capsule Construction
4
密封舱结构
密封舱结构概述
航天器的密封舱是指为了宇航员或舱内有效载荷等仪器设备 的需要，在运行时需要维持一定压力的舱段，密封舱结构是密封 舱的主要部件。以下对密封舱结构的功能、组成及设计要求做简
3
2 1
卫星工程概论
计
设
计
总
分
体
反馈
系
详
统
细
详
设
优化
细
计
设
计
卫星型号的全任务周期 外部设计 概念研究 可行性方案 方案性设计 详细设计
软/硬件研制 总装/总测 靶场测试 发射入轨 在轨应用
卫星设计阶段
全部技术资料
反馈
卫星制造阶段
卫星整体及 系统软件
卫星进入空 间轨道
卫星发射阶段 卫星应用阶段
卫星总体设计的特点与要求
信息基准类
卫星上装载的为直接实现卫星在轨运行要完成 的特定任务的仪器、设备和分系统
有效载荷设计一般要求
对环境的适应性要求
力学环境 失重状态 真空状态 温度变化 空间辐射
质量、体积、功耗与可靠性要求 必须满足与卫星平台之间的特定关系 必须满足与应用系统之间的特定关系
卫星结构与机构
卫星结构 卫星机构
卫星结构的设计
设计要求
结构应以足够的强度和刚度来支持星上有效载荷和其他分 系统的正常工作
设计原则
必须有足够的供选用的设计变量 应保证所有各项设计要求的全面符合 强调品质意识和风险意识 满足设计要求的前提下考虑经济性 充分发挥分析计算的作用 尽量做到通用化、系列化、模块化
卫星机构的设计
设计要求
性力 可强 动 小电接环 可
姿态控制的任务
姿态确定 姿态控制
是研究卫星相对于某个基准的确定姿态方法。 这个基准可以是惯性基准或者人们所感兴趣的 某个基准
是卫星在规定或预先确定的方向上定向的过程， 它包括姿态稳定和姿态机动。姿态稳定是指使 姿态保持在指定方向，而姿态机动是指卫星从 一个姿态过渡到另一姿态的再定向过程
航天知识点总结考研
航天知识点总结考研一、航天工程概论航天是以太空为舞台，利用航天器进行无人或有人载人探测、利用、利用和开发的一门高科技领域。
它是以运载火箭、航天器和地面设施为主要对象，以探月、探测其他星球和空间站建设等为主要任务。
航天工程是一门综合性科学，它涉及到物理学、力学、热力学、流体力学、电子学、材料科学、通讯技术、计算机技术、生物学等多个学科。
实现航天的目标需要协调技术、经济、管理等各方面的力量。
航天工程属于高技术行业，它对工程技术人员具有严格的要求，要求他们具有扎实的理论基础和丰富的实际经验。
同时，航天工程也需要很高的资金投入，是一个极为复杂的领域。
航天工程的发展可以极大地推动人类文明的发展，它使人类有了更多的机会探索外太空，了解外太空的奥秘，为人类探索外太空提供了更多的机会。
二、航天中的力学问题航天工程中的力学问题是航天工程中的重要问题之一。
在航天工程中，力学问题主要包括两个方面的问题。
一是在发射、运行过程中，各种力的作用对航天器的影响。
二是航天器在外太空中的运动规律。
航天工程的发展离不开力学理论的支撑。
在发射和运行过程中，各种力的作用对航天器的影响是航天工程中需要重点考虑的问题之一。
在发射过程中，火箭需要克服地球引力和大气阻力，使航天器脱离地球引力，进入外太空。
在运行过程中，还需要克服其他的力的影响，保证航天器在外太空中正常运行。
航天器在外太空中的运动规律也是航天力学的重要问题之一。
在外太空中，航天器需要按照设计路线进行运行。
而外太空中的运动规律与地球上的运动规律有所不同，需要进行专门的研究。
总之，航天工程中的力学问题不仅涉及到火箭的发射和运行，还涉及到航天器在外太空中的运行规律。
它需要工程技术人员充分了解力学理论，才能较好地解决这些问题。
三、航天中的热力学问题航天工程中的热力学问题是指火箭发射过程中涉及的燃烧、动力系统相关的热力学问题。
在火箭升空的过程中，燃烧过程使得火箭存在高温的燃烧室、喷射口等。
航天专业书目
张志鸿 周申生
32
69
978-7-80034561-6
防空导弹自动驾驶仪设计
1993.11 70.00 程云龙 32
70
978-7-80034578-4
防空导弹固体火箭发动机设计
1993.11
60.00 闵 斌 32
71
978-7-80034- 防空导弹测试技术与遥测系统应 873-0 用设计
1995.12
21
978-7-80034689-7
弹头技术（下）
1994.11 50.00 王国维 32
22
978-7-80034437-4
遥测系统（上）
1987.10 80.00 李邦复 32
23
978-7-80034420-6
遥测系统（下）
1991.07 100.00 李邦复 32
24
978-7-80034537-1
徐丽生 32
86
978-7-80034- 寻的防空导弹武器制导站设计与 547-0 试验
1993.11
105.00
王其扬 32
87
978-7-80034555-5
防空导弹射击指挥仪设计
1993.12 55.00 魏仲英 32
88
978-7-80034837-2
防空导弹地面设备总体工程
1996.05 80.00 王立工 32
15 978-7-80034 电液伺服机构
待出
曾广商 32
注：书目中黑体标示部分为新书。
1
序 号
ISBN
书名
16
978-7-80034271-4
弹（箭）载计算机
出版日期 定价
2011年01月 航天专业书目
【高三下】“高考研究831重点课题项目”陕西省联盟学校2023年第一次大联考
【高三下】“高考研究831重点课题项目”陕西省联盟学校2023年第一次大联考“高考研究831重点课题项目”陕西省联盟学校2023年第一次大联考语文注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将自己的姓名、准考证号、座位号填写在本试卷上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。
涂写在本试卷上无效。
3.作答非选择题时，将答案书写在答题卡上，书写在本试卷上无效。
4.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、现代文阅读（36分）（一）论述类文本阅读（本题共3小题，9分）阅读下面的文字，完成1〜3题。
说经典梁衡①什么是经典？常念为经，常数为典。
经典就是经得起重复。
常被人想起，不会忘记。
②常言道：“话说三遍淡如水。
”一般的话多说几遍人就要烦。
但经典的语言人们一遍遍地说，一代代地说；经典的书，人们一遍遍地读，一代代地读。
不但文字的经典这样，就是音乐、绘画等一切艺术品都是这样。
许多人都在梦想自己的作品、事业成为经典，好让自己被历史记住，实现永恒。
但这永恒之梦，总是让可怕的重复之斧轻轻一劈就碎。
修炼不够，太轻太薄，不耐用甚至经不起念叨第二遍。
倒是许多不经意之说、之作，无心插柳柳成阴，一不经意间成了经典。
当然，经典也有呕心沥血、积久而成的。
像米开朗琪罗的壁画《末日的宣判》，一画就是八年。
不管是妙手偶成还是苦修所得，总之，它达到了那个水平，它如铜镜愈磨愈亮，要是一只纸糊灯笼呢？用三五次就破了。
③经典所以经得起重复，原因有三：一是达到了空前的高度；二是有绝后的效果；三是上升到了理性，有长远的指导意义。
经典不怕后人重复，但重复前人却造不成经典。
④文化的发展总是一层一层，积票而成。
在这个积累过程中要有个性，能占一席之地必得有新的创造。
比如教师一遍一遍讲数理化常识，如果他只教书而不从事科研，一生也不会成为数学或物理科学方面的经典。
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航天技术
又称空间技术，是指为航天活动提供技术手段
和保障条件的综合性工程技术。
空间应用
是指利用航天技术及其开发的空间资源在国民经济、 国防建设、文化教育和科学研究等领域的各种应用 技术的统称。 是指地球大气层以外的可为人类开发和利用的各种环
空间资源
境、能源与物质资源，如空间高远位置、高真空、超
低温、强辐射、微重力等。
信息基准类有效载荷 这类有效载荷用于提供空间基 准信息和时间基准信息的各种 仪器、设备和系统，主要包括 无线电信标机、原子钟等。
卫星工程概论
卫星的组成系统
卫星平台是由保障系统组成的、可支持一种 或几种有效载荷的组 合体。保障系统是指为有效载荷正常工作提供支持、控制、指令和管 理保障服务的各分系统的总称，由以下九部分组成。
某一项卫星的研制任务或建设项目。 由于卫星自身工作和技术的特殊性，使得卫星工程具有一些 显著的特点。卫星工程特点主要反映在： 设计特点、试验特点、制造特点、管理特点四个方面。
卫星工程概论
我国卫星工程的成就
我国卫星研制工作始于20世纪50年代末期。经过40多年的艰苦努力，在物质技术基础薄弱的条件下，取 得了一系列重大成就。1970年4月，我国发射了第一颗人造卫星“东方红一号”，截止2003年底，中国研制并 发射成功了57颗不同类型的人造卫星，目前，我国已经初步形成了6个不同类型的人造卫星。
卫星空间科学应用系统
卫星工程概论
人造卫星分类与应用
航天器按是否载人可分为无人航天器和载人航天器两大类，和具体分类如图所示：
航天器
无人航天器
载人航天器
人 造 地 球 卫 星
科 学 卫 星 技 术 试 验 卫 星 应 用 卫 星 月 球 探 测 器
空 间 探 测 器
空 间 站
载 人 飞 船 卫 星 载 人 飞 船 登 月 载 人 飞 船
卫星方案设想、协调卫星总体设计的约束条件、进行关键技术分析，病初步制定卫星研制技术流程。 用户任务要求一般包括：任务定义、使用技术指标、经费预算（招标时不提供）与研制周期，对任务初步分析步骤如下：
5 1
结构与机构分系统
推进分系统
卫星平台
6 2
热控制分系统
测控分系统
7 3
电源分系统
数据管理分系统
8
总体电路分系统
4
姿态与轨道控制分系统
9
返回分系统
卫星工程概论
卫星和卫星工程特点
人造卫星本身具有很多工作和技术特点，主要表现在： 运动方式、环境条件、长寿命高可靠、自动化程度、技术密集、
系统整体性等方面。 卫星工程是研制和管理人造卫星的综合型工程技术，也是指
影响微弱
没有影响
没有影响
流星体
有低碰撞概率
有低碰撞概率
有低碰撞概率
有低碰撞概率
地球空间环境特征及其对航天器的影响
空间环境对航天器的影响
表2 空间环境对航天器影响（上）
温度 通讯测控 计算机软件错误 充电 化学损伤 地 球 引 力 场 高 层 大 气 原 地 银 太 子 磁 河 阳 氧 场 宇 宇 宙 宙 线 线 地 电 球 离 辐 层 射 带 磁 层 等 离 子 体 流 星 体 空 间 碎 片 太 阳 电 测 辐 射 地 球 反 射 地 气 反 射
2 太阳扰动向地球空间的传播过程
太阳活动通过电磁辐射、等离子体和高能带电粒子三个途径影响地球空间 3 空间环境监测 监测是空间环境预报最基础的工作
4 空间环境预报
空间环境预报的方法有两种：第一种是以经验和统计关系为基 础的预报方法；另一种是以扰动发生和传播的物理过程，而且 需要及时观测到这些扰动现象。
3 完成卫星总体详细设计（包含总 装设计、总体电路设计、电性能得 失和环境模拟试验要求）。
2 将卫星系统功能和性能参数分解 到各个分系统中，经过分析和协 调保证各种功能的物理的和程序 的接口兼容，最终完成总体方案。
4 提出产品保证要求，完成可靠性、
可用性、安全性、电磁兼容性及软
件等保证大纲及规范。
卫星总体设计
3 生产阶段，在选用元器件 和材料时必须考虑它们的空 间环境的承受。
6 发生异常和故障阶段，此时需 要实时的环境数据以判断或排除 空间环境诱发的可能性。
地球空间环境特征及其对航天器的影响
空间环境预报与监测
1 空间环境变化规律： 在太阳活动的影响下，地球空间环
境会发生剧烈的扰动，目前变化按
时间可分为：11年变化、27天变 化、突发性变化
卫星工程概论
航天与卫星工程
卫星应用的技术功能要通过卫星应用系统实现。卫星应用系统一 般由人造卫星和地面应用系统及其有关系统或设备组成。主要包括以 下几部分：
1
卫星通信系统
5
卫星导航（定位）系统
卫星应用系统
2
卫星气象观测（遥感）系统
6 3
卫星资源勘测（遥感）系统
卫星侦查系统
7 4
卫星海洋观测（遥感）系统
地球空间环境特征及其对航天器的影响
航天器研制对空间环境的需求
航天器在不同研制阶段，对空间环境的考虑因素也各有侧重
1 可行性阶段，在该阶段空 间环境影响的考虑对总体方 案学则和决策有重要做作用
4 发射阶段，空间环境的变 化是很剧烈的。
2 方案设计阶段，空间环境参 数是航天器设计的重要依据。
5 运行阶段，航天器在轨道 上运行时，需要对空间环境 进行实时监测。
表1 四种轨道上各种环境参数对航天器的影响（下）
环境条件
低轨道 100—1000km
中轨道 1000—10000km
地球同步轨道 36000km
行星际 飞行轨道
太阳电磁 辐射
对表面材料性能 有影响
对表面材料性能 有影响
对表面材料性能 有影响
对表面材料性能 有影响
地球大气 反照和射 出辐射
对航天器辐射 收支有影响
环境条件
低轨道 100—1000km
中轨道 1000—10000km
地球同步轨道 36000km
行星际 飞行轨道
中性大气
阻力对轨道影响严 重，原子氧对表面 腐蚀严重
影响通信， 电源泄漏 辐射带南大西洋异 常区和高纬度地区 宇宙线诱发单粒子 事件 磁力矩对姿态影响 严重，磁场可做姿 态测量参考系
没有影响
卫星工程概论（上）
汇报人：薛梦轩
目录
卫星工程 概论
空间环境 影响
卫星总体 设计
卫星轨道 概论
目录
卫星有效 载荷
卫星结构 机构
卫星热力 控制
姿态轨道 控制
卫星工程概论
Generality of Satellite Engineer
1
卫星工程概论
航天与卫星工程
航天是指进入、探索、开发和利用太空（即地球大气层以 外的宇宙空间，又称外层空间）以及地球以外天体的各种活动 的总称，包括航天技术、空间应用、空间科学三大部分。
科学探测和实验类有效载荷 这类有效载荷用于探测空间环 境、观测天体和空间科学实验 的各种仪器、设备、系统以及 实验生物、各类实验件等。
信息获取类有效载荷 这类有效载荷用于对地观测的 各类遥感器，例如可见光照相 机、多光谱照相机、多频段扫 描仪、微波辐射计等。
信息传输类有效载荷
这类有效载荷用于中继无线电 动信息的仪器、设备和系统， 主要包括各种通信转发器和通 信天线。
1
航天器
4
航天测控网
航天系统
2
航天运输系统
5
3
航Байду номын сангаас发射场
应用系统组成的完成
特定航天任务的工程系统
卫星工程概论
航天与卫星工程
卫星应用是指利用卫星技术及其开发的空间资源在国民经济、国防建设、文化建设和科学研究等领域的
各种应用技术的统称，主要包括以下四个部分。
卫星通信
卫星遥感
卫星导航（定位）
卫星空间科学应用
卫星总体设计的基本任务和设计原则
卫星总体设计的基本原则
1 满足用户需求的原则
4 卫星研制阶段性原则
2 系统整体性原则
5 创新性和继承性原则
3 系统层次性原则
6 效益型原则
卫星总体设计
卫星总体设计的基本任务和设计原则
卫星总体设计的特点和要求
1 空间环境适应性 1）需适应热真空和辐照环境 2）要修正太阳、月亮和地球 非球形产生的摄动 3）其他空间环境 2 大系统中各组成系统的约束 1）运载火箭的约束 2）地面测船站的约束 3）发射场的约束 4）地面应用系统的约束 3 卫星高可靠和高安全性 1）要满足工作寿命下的高可
返回式遥感卫星系列
包括三种不同类型的近地轨道返回式 卫星，至今发射和回收了18颗卫星。
“实践”科学探测与技术试验卫星
该系列卫星形成实践较长，共包括6 颗卫星，1999年5月发射的“实践五 号”是该系列最新的一颗卫星。
东方红通信广播卫星系列
包括三种不同类型的静止轨道通信卫 星，至今共发射了10颗，为很多部门 提供服务，社会经济效益十分明显。
航 天 飞 机
行星 和行 星际 探测 器
卫星工程概论
人造卫星分类与应用
人造地球卫星是指环绕地球运行（至少一周）的无人航天器， 是发射数量最多用、途最广的航天器，其种类繁多，分类方法各 异，若按用途分，可分为科学卫星、技术试验卫星、应用卫星三
大类。
科学卫星
是用于科学探测和研究的人造卫星，主要包括
空间物理探测卫星、天文卫星、微重力科学实 验卫星等。
“资源”地球资源卫星系列
包括两种不同类型的传输型遥感卫星， 至今共发射了4颗，其主要技术指标 已达到国际水平。
“风云”气象卫星系列
包括两类气象卫星，至今共发射了9 颗。气象卫星的业务化应用在天气预 报和气象研究方面发挥了重要作用。