空间飞行器总体设计
北京空间飞行器总体设计部开放课题
北京空间飞行器总体设计部开放课题1. 课题背景北京空间飞行器总体设计部是中国航天科技集团公司的一家研发机构，负责空间飞行器的总体设计和研发工作。
为了提高科研创新能力和推动技术进步，该部门决定开放一些课题供外界参与。
2. 开放课题的意义•促进技术交流与合作：通过开放课题，可以吸引更多国内外专业人才参与，促进技术交流与合作，实现优势互补。
•提高创新能力：外界参与可以带来新的思路和观点，有助于激发内部研发团队的创新能力。
•加快技术进步：开放课题可以借助更广泛的力量推动科技进步，加快空间飞行器相关技术的发展。
3. 开放课题范围北京空间飞行器总体设计部将开放以下几个方面的课题：3.1 空间飞行器整体设计•包括但不限于载人航天器、卫星、探测器等空间飞行器的整体设计。
•主要涉及载荷布局、结构设计、动力系统设计等方面。
3.2 载荷布局与集成•研究如何优化载荷布局，提高空间飞行器的工作效率。
•探索载荷集成技术，实现多种载荷在同一空间飞行器上的协同工作。
3.3 结构设计与分析•研究新型材料在空间飞行器结构中的应用，提高结构强度和轻量化程度。
•开展结构分析与仿真研究，确保空间飞行器在各种工况下具有良好的性能。
3.4 动力系统设计与优化•研究新型动力系统技术，提高空间飞行器的推进效率和可靠性。
•优化动力系统参数配置，实现最佳性能。
4. 参与方式4.1 申请条件•具备相关领域的专业知识和技术背景；•具备一定的科研或工程实践经验；•具备良好的团队合作精神和沟通能力。
4.2 报名流程1.访问北京空间飞行器总体设计部官方网站，下载并填写申请表格。
2.将填写好的申请表格发送至指定邮箱。
3.经过初步筛选后，将收到通知进行面试。
4.3 课题开展方式•参与者将被组织成小组，每个小组由一名北京空间飞行器总体设计部的研发人员带领。
•小组成员将共同进行课题研究，包括文献调研、理论分析、实验验证等环节。
•研究成果将以论文形式提交，并进行评审。
飞行器总体设计的关键技术
飞行器总体设计的关键技术在当今航空工业中，飞行器总体设计是航空器研制过程中的重要环节之一。
它涉及到航空器在设计过程中所具备的一系列重要技术，如结构设计、系统集成、空气动力学、气动、力学、材料等相关技术。
这些技术的应用与深入研究，对飞行器的总体设计起到关键性作用。
本文通过对飞行器总体设计的关键技术进行分析，从而探讨影响飞行器总体设计的关键技术因素。
一、结构设计结构设计是飞行器总体设计中不可或缺的一个关键技术。
包括各种材料的强度、刚度、重量等方面的设计。
在航空工业中，如何对材料的选择进行合理、有效的优化，对航空器的性能和使用寿命有着深远的影响。
所以，在总体设计过程中，结构设计是需要设备专业人员认真对待的一部分。
二、系统集成系统集成与结构设计类似，它是飞行器总体设计中的重要一环。
它涉及到各种工程师对于综合性的考虑与分析，如机械系统、电气系统、仪表系统等。
在这个过程中，不仅需要考虑各系统的独立性，还需要考虑各系统之间的相互关系，确保系统之间的性能、功能的相互协调之间的同步性。
三、空气动力学空气动力学是飞行器总体设计中最具挑战性的技术之一。
它涉及到飞行器在不同飞行状态下，如何利用气动原理来提高航空器飞行中的性能。
在这个过程中，工程师们会进行利用模拟飞行状态，从而进行实验性的分析，可以得出更合理、精确的气动性能分析结果。
同时还需要根据设计要求，对各种气动形状、气动参数进行计算，为飞行器的设计提供理论依据。
四、气动气动是指飞行器在飞行过程中，受到空气运动的影响而产生的相关问题。
在飞行器总体设计中，需要进行大量的气动性能测试和研究，以确定飞行器的基本气动性能。
同时，也需要考虑各种不同的气动形状、气动参数，如气动系数、气动力、阻力等因素在设计过程中的影响。
这些都是设计必须考虑到的关键技术因素，它们也与飞行器的性能密切相关。
五、力学力学是指飞行器在受力过程中的相关问题，理解飞行器的受力分析是确保飞行器结构的合理轻量化的摆脱。
飞行器总体设计
飞行器总体设计1. 简介本文档旨在提供飞行器总体设计的指南。
飞行器总体设计是一个重要的环节，它涉及到飞行器的结构、性能和功能的规划和设计。
一个良好的总体设计可以为后续的详细设计和制造工作奠定基础。
2. 设计目标飞行器总体设计的首要任务是明确设计的目标。
以下是一些常见的设计目标：•性能目标：如最大飞行速度、最大飞行高度、续航时间等；•安全目标：如故障容错能力、自动驾驶功能等；•使用目标：如操作简便性、便携性等；•经济目标：如成本把控、维护成本等。
3. 总体设计流程设计一个飞行器的总体设计可以按照以下步骤进行：3.1. 需求分析在这一阶段，需求分析师会与用户、管理层和技术团队进行沟通，明确设计项目的要求和期望。
需求分析的目标是明确飞行器的功能、性能和限制条件。
3.2. 概念设计概念设计是总体设计过程中的关键步骤。
在这一阶段，设计团队会通过头脑风暴、研究和分析等方法，提出不同的设计方案，并评估各个方案的优缺点。
最终选择一个合适的概念设计方案。
3.3. 详细设计在详细设计阶段，设计团队会对概念设计进行进一步的细化。
这包括细化设计细节、制定规范、进行模型和原型制作等。
在这一阶段，设计团队需要与相关领域的专家进行密切合作，确保设计的可行性和可实施性。
3.4. 验证与验证完成详细设计后，设计团队需要进行验证和验证工作，以确保设计方案的可靠性和性能满足要求。
这包括模拟测试、实验室测试以及现场测试等。
4. 总体设计考虑因素总体设计过程中需要考虑的因素很多，以下是一些重要的方面：•结构设计：包括飞行器的外形、大小、布局和材料等；•动力系统设计：选择合适的发动机和推进系统，确保飞行器的动力满足要求；•电气系统设计：选择适当的电气设备和电池，并设计合理的电气布局；•控制系统设计：设计合理的控制系统，确保飞行器的稳定性和操控性；•传感器系统设计：选择合适的传感器设备，实现飞行器对环境的感知和导航功能；•安全性设计：考虑飞行器的安全性和风险管理，包括故障容错设计和紧急情况处理等。
飞行器总体设计最终版
图示如下：
短舱翼吊安装
展向位置 位于34%的半展长处 两间距12.73m 短舱轴线的偏角和安装角
偏角：短舱轴线相对于顺气流方向的夹角 -2° 安装角：短舱轴线相对发动机于当地翼面弦线的夹角 0°。
起落架布置
采用前三点式
主要参数如下：
飞机的设计要求
1．客舱 150座 两级座舱（头等舱 12座 排距36in；经济舱 128座 排距32in） 单级 32in排距 没有出口限制 典型载荷
225英镑/乘客 3．最大航程
2800nm(5185.6km) 双级满载 典型任务 225英镑/乘客 4．巡航速度
1．0.78M 2．最好：0.8M 4．最大使用高度 43000’(13115m) 1英尺=0.305m 6．最大着陆速度（最大着陆重量） 70m/s 1节＝1海里/小时＝1.852公里/小时=0.5144m/s 7．起飞跑道长度（TOFL），最大起飞重量 7000’ (2135m)海平面 86华氏度参考：A320等同类型的飞机
翼展（米） 巡航速度（马赫） 机长（米） 载客量（人）
波音727 波音787 空客320
28.45 0.78 37.81 110-215
32.92 0.8 46.69 145
50.3~51.8 0.85 55.5 289
34.09 0.82 37.57 186
宽度（米） 载货量（立方米） 最大起飞重量（吨） 客舱布局 最大载油量（升）
确定主要参数
一．重量的预估
1.根据设计要求：
–航程: Range＝2800nm=5185.6km
–巡航速度:
0.8M
–巡航高度:
空间飞行器总体设计考点
思考题：1.1各国独立发射首颗卫星时间：苏联：1957年10月4日；美国：1958年1月31日；法国：1965年11月26日；日本：1970年2月11日； 中国：1970年4月24日；英国：1971年10月28日；印度：1980年7月18日；以色列：1988年9月19日。
1.2什么是航天器设计：航天器设计就是解决每一环节的具体设计，主要有：①航天任务分析与轨道设计；②航天器构型设计；③服务与支持分系统的具体设计。
1.3画图说明航天器系统设计的层次关系及各部分的作用：（图前两行可不要，画上的原因是为了全面了解，考试时不画） ↓↓发射场运载器航天器系统地面应用系统运载与航天器测控网有效载荷（有效载荷分系统）航天器平台（保障系统）航天器结构平台（结构分系统）服务与支持系统电源分系统姿态控制分系统轨道控制分系统测控与通信分系统热控制分系统数据管理分系统环境↓控制与生命保障分系统 ①有效载荷：用来直接完成特定任务；②结构分系统：是航天器各受力和支承构件总成，功能是提供其他系统安装空间、满足各种系统安装方位精度、支承保护设备、满足刚度强度热防护要求、其他功能；③电源分系统：根据物理化学变化，将其他能量转化为电能，储存调节变换，向航天器各系统供电；④测控通信系统：是对航天器进行跟踪、测轨、定位、遥测、遥控、通信；⑤热控系统：合理调配航天器各部分间的热量吸收、储存、传递，对内外能量进行管理控制；实现航天器上废热朝外部空间排散；满足各阶段航天器内结构设备正常工作；⑥姿态轨道控制系统：轨控是导航，控制按预定轨道飞行，姿控是维持姿态稳定与控制；⑦推进系统：功能：轨道转移时控制、星际航行加速、在轨运行；⑧数据管理系统：将航天器遥测、遥控、程控、自主控制、管理等功能综合起来实现；⑨发射场：装配、储存、检测、发射航天器，测量飞行轨道，发射控制指令，接收处理遥测信息；⑩测控网：对运载器、航天器跟踪测量、监视控制、信息交换。
1.4航天器设计的特点：①由运载器有效载荷引发的设计特点：⒈慎用质量和追求轻质量的特点；⒉追求小尺寸和巧妙安排的设计特点。
北京空间飞行器总体设计部开放课题
北京空间飞行器总体设计部开放课题引言北京空间飞行器总体设计部是中国航天科技集团公司下属的一个重要部门，致力于研发和设计各类空间飞行器。
为了进一步促进科技创新和人才培养，该部门决定开放一系列课题供广大研究者参与。
本文将详细介绍北京空间飞行器总体设计部开放课题的背景、目标、内容以及预期成果。
背景随着人类对太空探索的兴趣日益增长，航天科技领域的需求也在不断增加。
为了满足未来太空任务的需求，北京空间飞行器总体设计部决定开放一系列课题，希望能够吸引更多优秀的科研人员和团队加入到航天事业中来。
目标北京空间飞行器总体设计部开放课题的目标是通过广泛的合作与交流，推动中国航天科技的发展，并为未来太空任务提供优秀的解决方案。
通过这些开放课题，我们希望能够：1.激发创新思维：吸引更多科研人员和团队参与课题研究，激发他们的创新思维，提供新颖的解决方案。
2.提高技术水平：通过与各方合作，共同攻克技术难题，提高中国航天科技的整体水平。
3.培养人才：为年轻科研人员提供展示自己才华的机会，培养他们在航天领域的专业知识和实践能力。
内容北京空间飞行器总体设计部开放课题将涵盖以下几个方面：1. 空间飞行器总体设计通过对空间飞行器总体设计原理和方法的研究，探索新一代空间飞行器的优化设计方案。
该课题要求参与者具备相关专业知识，在掌握传统总体设计理论基础上，能够应用现代工程软件进行模拟分析和优化设计。
2. 载荷布局与集成针对不同类型的空间任务，研究载荷布局与集成策略。
通过优化载荷布局和集成方式，提高空间任务效率，并确保各项载荷之间的协同工作。
该课题要求参与者具备载荷设计和集成的相关背景知识，并能够熟练运用相关软件进行仿真和验证。
3. 空间飞行器控制与导航研究空间飞行器的控制与导航技术，包括姿态控制、轨道控制、导航定位等方面。
通过优化控制算法和导航系统，提高空间飞行器的精确性和可靠性。
该课题要求参与者具备自动控制或导航领域的专业知识，并能够进行相关算法设计和仿真验证。
飞行器总体设计最终版PPT课件
主要参考A320等同类型的飞机：
飞机总体布局
1) 正常式，中平尾，单垂尾 2) 机翼：后掠翼，下单翼 3) 在机翼上吊装两台涡轮风扇发动 机 4) 起落架：前三点式，安装在机身 上
机身外形尺寸
机翼外形
平尾外形图
垂尾外形图
俯视图： 飞机的三视图
主视图
侧视图
总体布局
机型对比
型号 波音737
团队是指拥有共同目标并且具有不同能力的一小群人有意识的协调行为或力的系统这群人就如同人的五官一样共同协作维持一个人的生存团队是指拥有共同目标并且具有不同能力的一小群人有意识的协调行为或力的系统这群人就如同人的五官一样共同协作维持一个人的生存团队是指拥有共同目标并且具有不同能力的一小群人有意识的协调行为或力的系统这群人就如同人的五官一样共同协作维持一个人的生存团队是指拥有共同目标并且具有不同能力的一小群人有意识的协调行为或力的系统这群人就如同人的五官一样共同协作维持一个人的生存团队是指拥有共同目标并且具有不同能力的一小群人有意识的协调行为或力的系统这群人就如同人的五官一样共同协作维持一个人的生存团队是指拥有共同目标并且具有不同能力的一小群人有意识的协调行为或力的系统这群人就如同人的五官一样共同协作维持一个人的生存团队是指拥有共同目标并且具有不同能力的一小群人有意识的协调行为或力的系统这群人就如同人的五官一样共同协作维持一个人的生存团队是指拥有共同目标并且具有不同能力的一小群人有意识的协调行为或力的系统这群人就如同人的五官一样共同协作维持一个人的生存团队是指拥有共同目标并且具有不同能力的一小群人有意识的协调行为或力的系统这群人就如同人的五官一样共同协作维持一个人的生存团队是指拥有共同目标并且具有不同能力的一小群人有意识的协调行为或力的系统这群人就如同人的五官一样共同协作维持一个人的生存机型对比型号波音737波音727波音787空客320翼展米284532925035183409巡航速度马赫07808085082机长米378146695553757载客量人110215145289186宽度米376376546370载货量立方米3023559124523741最大起飞重量吨6595245735客舱布局333334333最大载油量升260202906912000023860最大航程公里56654600157005000团队是指拥有共同目标并且具有不同能力的一小群人有意识的协调行为或力的系统这群人就如同人的五官一样共同协作维持一个人的生存翼展米3745巡航速度马赫080机长米3978载客量人150180宽度米378载货量立方米最大起飞重量吨776客舱布局33最大载油量升28750最大航程公里51856设计参数与a320相近符合我们总的设计要求但与a320有一定差距需要以后的优化与改团队是指拥有共同目标并且具有不同能力的一小群
大型航空航天器的总体设计及优化
大型航空航天器的总体设计及优化随着科技的不断进步和人类对空间探索的愈发渴望，大型航空航天器的发展成为了一种趋势。
在这个过程中，总体设计及优化成为了一个至关重要的环节。
本文将就此进行探讨。
总体设计的重要性总体设计是指对整个飞行器进行综合性的规划、协调和设计的过程。
在飞行器的设计过程中，总体设计显得至关重要。
因为总体设计的合理性和科学性，是决定是否能够使飞行器在整个飞行过程中达到要求并成功完成任务的关键，同时还直接影响着整个项目的经济效益。
所有的航空航天器都有其独特的设计原则，但总体设计都需要考虑的因素相似。
其中，重量、能源消耗和安全性是最为核心的三大方面。
能够在不影响安全的前提下，使重量和能源消耗最小化，使航空航天器达到最佳的性能拓展成为了总体设计的重点。
总体设计的原则在进行总体设计时，需要遵循一些基本设计原则。
首先，应该对所需的功能、性能、重量以及其他约束因素进行综合的分析和考虑。
其次，需要尽量在设计过程中保证能够优化、维护和生产该飞行器，确保在出现故障的情况下，能够方便地进行维修和更换。
除此之外，总体设计在设计决策过程中，还应该注重合理化和系统化原则。
合理化式指设计过程中需要将各种不同的因素进行考虑和分析，并在依据所得到的分析结果，对设计方案进行合理、精确的判断。
而系统化则是指在总体设计过程中需要将各种因素进行系统化、科学化的分析和设计，确保每个部分都能够顺利协作，提高了整体设计的合理性和科学性。
总体设计的优化总体设计的优化，可分为设计变量优化和约束优化两个部分。
设计变量的优化主要是通过改变一些设计参数来改进设计方案。
例如，通过改变材料的种类、厚度和结构来减轻重量，从而提高载荷能力；通过改变推进器、发动机或发电机的性能参数，以及其他各个部分来改善飞行器的性能和经济性。
约束优化则是通过使设计方案满足各种约束条件的要求，以得到最佳的设计结果。
例如，可以通过减少飞行器的阻力，改善空气动力学理论的水平，使飞行器在空气中能够更加轻盈和迅速。
空间飞行器总体设计
1.航天工程系统的组成及卫星的系统组成航天工程系统，简称航天系统。
航天系统是由航天器、航天运输系统、航天发射场、航天测控网、应用系统组成的完成特定航天任务的工程系统。
卫星通常可划分为有效载荷和卫星平台两大部分有效载荷是指卫星上直接完成特定任务的仪器、设备或系统，又称专用系统。
1)科学探测和实验类有效载荷。
2)信息获取类有效载荷。
3)信息传输类有效载荷。
4)信息基准类有效载荷。
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。
1)结构与机构分系统。
2)热控制分系统。
3)电源分系统。
4)姿态与轨道控制分系统。
5)推进分系统。
6)测控分系统。
7)数据管理分系统。
（星务管理分系统）8)总体电路分系统。
9)返回分系统。
（数传分系统）2.空间飞行器总体设计的阶段划分1)任务分析2)约束条件的确定3)卫星研制技术流程初步制定4)卫星与卫星工程大系统、其他系统之间的接口5)方案优选6)方案论证报告和技术要求3.卫星的主承力构件的三种形式，并比较三种形式的优缺点结构形式承力筒箱式杆系结构设计复杂（构件多，约束多）简单简单传力路线长（贮箱上挂）短短承受载荷大（整星）小小结构工艺很复杂（模具多）很简单（平板）简单工艺品质难保证（圆形、构件多）易保证易保证结构质量较重较轻最轻总装工艺难（贮箱内连）简单简单有效载荷扩展难（承力筒限制）易易周期/成本较长/较高较短/较低较短/较低4.静止轨道双自旋稳定通信卫星和三轴稳定通信卫星总体方案的比较比较因素双自旋稳定三轴稳定姿态和天线指向精度相对低较高扩展性差可增大电池阵块数技术复杂程度较简单较复杂（姿轨控系统）继承性可继承DFH-2技术DFH-3技术风险度大（消旋轴承单点故障）较大(管路泄露,太阳电池板展不开)经济性成本相对低成本相对高5.空间飞行器构型设计概念及构型设计一般原则空间飞行器构型设计（又称为空间飞行器总体结构设计）是对飞行器的外形、结构形式、总体布局、仪器舱布局、质量特性以及与运载器和地面机械设备接口关系等进行设计和技术协调的过程。
飞行器总体设计
飞行器总体设计
飞行器的总体设计可以包括以下几个方面：
1. 机身结构：飞行器的机身结构是其最基本的组成部分，
通常由机翼、机身和尾翼组成。
机翼负责提供升力，机身
承载载荷和提供尺寸和形状以容纳机载设备和乘客，尾翼
用于控制飞行器的稳定和机动性。
2. 动力系统：飞行器的动力系统可以是内燃机、电池、太
阳能电池板等多种形式。
动力系统的选择应根据飞行器的
尺寸、用途和性能需求等因素进行考虑。
3. 控制系统：飞行器的控制系统包括飞行操纵系统和导航
系统。
飞行操纵系统用于操作飞行器的姿态和运动，导航
系统用于确定飞行器的位置和航向，并提供导航指引。
4. 通信系统：飞行器可能需要与地面控制中心或其他飞行
器进行无线通信，因此通信系统应具备可靠的通信能力。
5. 安全系统：飞行器的安全系统包括避撞系统、防火系统、紧急降落系统等，以确保飞行器在遇到紧急情况时能够及
时采取相应措施保障安全。
6. 载荷和乘员安排：根据飞行器的用途，需要考虑合适的载荷和乘员安排，以满足任务需求，并确保舒适和安全。
7. 结构材料和制造工艺：飞行器的结构材料和制造工艺影响其重量、强度和寿命等性能指标，需要根据需求选择合适的材料和工艺。
总体设计还需考虑飞行器的性能、稳定性、操纵性、经济性和环保性等方面的要求，以及适用的法规和标准。
飞行器总体设计重要知识点
飞行器总体设计重要知识点飞行器总体设计是航空航天工程中的关键环节，它涉及到飞行器的结构布局、性能参数、各种系统的集成以及整体设计思路等方面。
本文将介绍飞行器总体设计的重要知识点，以便读者能够了解到飞行器总体设计的基本原理和关键要点。
一、飞行器总体设计概述飞行器总体设计是指在飞行器的研制过程中，根据设计需求和性能要求，对飞行器的外形、结构和性能进行综合设计的过程。
总体设计是一个系统工程，需要考虑飞行器的任务和使用环境，以及材料、结构、动力、控制、通信等多个方面因素的综合考虑。
二、飞行器外形设计飞行器外形设计是指根据飞行器的使用需求和性能要求，确定飞行器的外部轮廓、舱位布置和外部附件的位置等。
外形设计需要考虑飞行器的气动特性，如气动稳定性和抗阻等方面的要求。
同时还要考虑机载设备的布置，以及乘员或货物的舱位布置，以实现良好的使用性能。
三、飞行器结构设计飞行器的结构设计是指确定飞行器的内部结构和部件，以及安装和连接方式等。
结构设计需要考虑飞行器的强度、刚度和抗疲劳性等性能要求。
同时，还需满足飞行器的重量和材料耐久性等要求。
此外，结构设计还需要保证飞行器的便于制造和维修，以及符合航空法规和标准。
四、飞行器性能参数设计飞行器的性能参数设计是指对飞行器的各项性能参数进行科学合理的确定。
性能参数设计包括飞行速度、爬升率、航程、续航时间、载荷能力等方面的要求。
性能参数设计需要考虑飞行器的任务和使用环境，以及动力系统和控制系统等的匹配。
同时，还需考虑飞行器的经济性和环境适应性等方面的要求。
五、飞行器系统集成设计飞行器系统集成设计是指将各个系统（如动力系统、控制系统、通信系统等）有机地组合在一起，以实现整机性能要求和设计目标的过程。
系统集成设计需要考虑各个系统之间的协调性和相互作用，以及系统之间的接口和数据交换等。
同时，还需满足飞行器整体设计的要求，保证飞行器的安全性和可靠性。
六、飞行器总体设计思路飞行器总体设计需要遵循一定的思路和方法。
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3. 轨道机动、交会对接的概念？ 答：轨道机动是航天器在控制系统的作用下使其轨道发生有意的改变。 （沿原轨道运行的航 天器经机动改变成另一条所要求的新的轨道运行） 轨道改变和轨道转移是轨道机动按是否有相重点分为轨道改变和轨道转移。 有交点， 只施加 一个冲量的是轨道改变。没交点，至少施加两个冲量的叫轨道转移。 （中间轨道称为过渡轨 道或转移轨道） 交会与对接是两个航天器在空间某一点上的会合叫做交会， 两个航天飞行器连接成一体叫做 对接，为了对接首先要交会。 三种方式：直接交会；用交会位置调节轨道交会；用等待轨道交会。 对接：法线轴重合时，加一个冲量。 4. 共面同向轨道改变需要的速度增量的大小？ 答：讨论椭圆轨道圆形化。设原轨道的半通径为 P、偏心率为 e。要求在其近地点或远地点 实施变轨使其转入一条同向圆轨道运行。 如果轨道改变在近地点发生，则因为原轨道在近地点处的地心距 rp 和速度 v p 分别为
航天器系统
有效载荷(有效载荷分系统)
航天器平台
航天器结构平台(结构分系统)
服务与支持分系统
图 1 航天器系统设计的层次关系图 (1). 有效载荷分系统：航天器上直接完成特定任务的仪器、设备和核心部分； (2). 航天器结构平台：整个航天器的结构体 (3). 服务和支持系统：有效载荷正常工作的必要条件。 ①结构分系统： 提供其他系统的安装空间； 满足各设备安装方位， 精度要求； 确保设备安全； 满足刚度，强度，热防护要求，确保完整性；提供其他特定功能
第四章—卫星总体设计
1. 总体设计基本任务是什么？ 答：在规定的研制周期和成本情况下设计一个能满足用户特定任务要求、优化的卫星系统 (1). 将用户要求转化成若干分系统组成的系统和系统的功能及性能参数， 并使该系统满足大 系统（运载火箭、发射场、测控中心和应用系统）的约束要求 (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， 保证系统和分系统 之间的各种功能的、物理的和程序的接口兼容，最终完成总体方案设计 (3). 完成卫星总体详细设计(包含总装设计、总体电路设计、电性能测试和环境模拟试验要 求) (4). 提出产品保证要求，完成可靠性、可用性、可维修性、安全性、电磁兼容性及软件等保 证大纲及规范） 2. 总体设计基本设计原则是什么？ 答：满足用户需求的原则，系统整体性原则，系统层次性原则，卫星研制阶段性原则，创新 性和继承性原影响航天器姿态控制以及要求磁净化的设备 使航天器面临着潜在的危害
姿态控制分系统 结构分系统
3.太阳辐射对近地轨道航天器的影响？ 答：太阳辐射对近地轨道的影响有， (1). 对航天器温控系统的影响：太阳辐射是主要外热源。 (2). 对航天器姿控系统的影响： 太阳辐射和地气辐射压是航天器姿态控制中所必须考虑的因 素之一（a 对大型航天器 b 引起大气密度变化阻力增加） (3). 对航天器电源系统的影响： （a 决定太阳电池方阵功率的精确计算 b 影响控制回路的设 计 c 破坏太阳电池保护层） (4). 对航天器通信系统的影响： （a 致使短波和中波无线电信号衰落，甚至完全中断 b 引起 射电背景噪声的增强） (5). 对航天器遥感器、探测器的影响： （a 太阳辐射频谱是航天器遥感器设计、数据解译和 反演的重要光学背景 b 对绝缘材料、 光学材料和高分子材料也存在损伤作用 c 航天器材 料中的气体杂质释放出来，污染光学遥感系统） (6). 对人体和生物体的影响： （人体器官和眼睛有不同程度的影响） 4. 电离层对航天活动的影响？ 答：电离层对航天活动的影响有， (1). 对航天器通信系统的影响： （a 无线电波存在严重的影响 b 电离层不规则体使通过的信 号产生闪烁 c 改变航天器上天线的阻抗特性） (2). 对航天器定轨系统的影响： （电波信号频率发生偏移） (3). 对航天器轨道和姿态的影响： （a 阻力增大 b 横切磁力线飞行时产生感生电动势） (4). 航天器的充电效应： （表面充电和局部充电） (5). 航天器电源系统的影响： （等离子体导电，使电池阵裸露部分与之构成并联回路） 5. 地磁场有那两个部分组成，每个部分分别包含哪些内容？ 答：地磁场有内源场和外源场两个部分组成。 (1). 内源场：起源于地球内部，它包括基本磁场和外源场变化时在地壳内的感生。 (2). 外源场：起源于地球附近的电流体系，包括电离层电流、环电流、场向电流、磁层顶 电流及磁层内其他电流。 6. 空间辐射效应对航天器的影响？
rp P /(1 e) v p ( / P) 2 (1 e)
式中， 为地球引力常数。 v p 的方向与地心矢垂直。
1
新轨道的环绕速度为：
v ( / rp ) 2 ( / P) 2 (1 e) 2
V 的方向与地心矢垂直，且和 v p 同向。
1
1
1
由于 v v p ,因而变轨所需的速度增量 v p 的大小为：
其中， M 0 为变轨前航天器质量 I s 为发动机比冲。 6.简述地球静止卫星的发射过程？ 答：当运载火箭把卫星送到停泊轨道，远地点高度达到 35786km 卫星用远地点发动机，把 卫星送到静止轨道，但要达到倾角为零，且发射场纬度不在赤道，此种情况远地点发动机点 火前，必须把卫星的姿态设置好，并且要精确测定。当卫星到达远地点时，远地点发动机点 火，它所产生的速度为 Va，静止轨道卫星的速度 Vc，其差为△V，并使 Va 的矢量和△V 的 矢量之和为静止轨道卫星的速度，达到卫星在赤道平面内运动。
2.航天器的分类？ 答：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。其中，无人航天人按是否环 绕地球运行又分为人造地球卫星和空间探测器两大类； 载人航天器可以分为载人飞船、 空间 站和航天飞机。 3.什么是航天器设计？ 答：航天器设计就是要解决每一个环节的具体设计，其中主要的几个关键内容为：航天任务 分析与轨道设计、航天器构形设计、服务与支持分系统的具体设计。 4.画图说明航天器系统设计的层次关系并简述各组成部分的作用。 答：
va 的方向与远地点速度 va 的方向相同。
5. 简述 V 的概念，当给定 V 时所消耗的推进剂质量？ 答：卫星从一个轨道转移到另一个轨道，通常是利用假定在瞬时之间作用的速度增量 V 完 成的；也就是说，可以用单个或几个推力冲量来调整或改变轨道。
m p M 0 1 exp( v / I s )
答：高能带电粒子的影响主要表现在：1、对航天器功能材料、电子元器件、生物及航天员 的总剂量效应。2、对大规模集成电路的等微电子器件的单粒子效应。其中， 总剂量效应：带电粒子入射到物体时，会将一部分或全部能量转移给吸收体（a 电离作用： 高能电子 b 位移作用：高能质子和重离子） 单粒子效应：当空间高能带电粒子轰击到大规模、超大规模微电子器件时，造成微电子器件 的逻辑状态发生改变，从而使航天器异常和故障。
第二章—空间环境
1.近地空间环境由多种环境要素构成，其中对航天器活动存在较大影响的环境要素是什么? 答： 对航天器活动存在较大影响的环境要素主要有五类， (1). 太阳电磁辐射； (2). 地球中性大气层； (3). 地球电离层； (4). 地球磁场以及空间带电粒子辐射； (5). 空间碎片及微流星。 2. 航天器在近地轨道中运行受到的环境因素影响以及这些因素所影响的分系统？ 答： 环境因素 地球引力分布不均匀 重力梯度 高层大气密度 空间带电粒子辐射 环境因素产生的影响 对航天器运行轨道产生引力摄动 会对航天器产生扰动力矩 是影响低地球轨道航天器的工作寿命的主要原因 对航天器所使用的电子元器件、 功能材料、 仪器设 备以及载人航天中的航天员均能产生损伤作用 地球电离层 太阳电磁辐射以及地球 对其的反照 影响无线电波的传播 可影响航天器的光照环境、 热设计中的外热流标准 以及对地观测的光学背景 测控与通讯分系统 热控制分系统、姿态控 制分系统 所影响的分系统 轨道控制分系统 姿态控制分系统 轨道控制分系统
第一章—绪论
1.各国独立发射首颗卫星时间。 表格 1 各国独立发射首颗卫星时间表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 国家 苏/俄 美国 法国 日本 中国 英国 印度 以色列 卫星 斯普特尼克 1 号 探险者-1 号 试验卫星一号 大隅号 东方红一号 普洛斯帕罗 罗西尼试验卫星 “地平线”1 号 运载火箭 卫星号 朱诺 1 号 砖石 A L-4S-5 长征一号 黑箭 SLV-3 彗星 2 号 发射时间 1957.10.04 1958.01.31 1965.11.26 1970.02.11 1970.04.24 1971.10.28 1980.07.18 1988.09.19 卫星质量/kg 83.62 4.8 38 23.6 173 66 35 154.4 17.3 19 9.4 81.5 火箭起飞质量/t 267
(3). 应用卫星按用途分类 ①通信卫星：用于中继无线电通信信息的卫星。它通过转发无线电通信信号，实现地面 诸地球站之间或地球站与航天器之间的通信。 ②气象卫星：用于气象观测卫星。 ③地球资源卫星：用于勘测和研究地球资源； ④海洋卫星：专门用于观测和研究海洋的人造卫星； ⑤导航卫星：用于导航定位的人造卫星； ⑥侦察卫星：用于获取军事情报的人造卫星。 7.试述航天工程系统的组成。 答：发射场、运载器、航天器系统、地面应用系统、运载与航天器测控网。
②电源分系统：向航天器各系统供电 ③测控与通信系统：对航天器进行跟踪，测轨，定位，遥控，通信； ④热控系统：对内外能量管理和控制，实现航天器上废热朝外部空间的排散，满足在飞行各 阶段，星船各阶段、仪器设备、舱内壁及结构所要求的温度条件； ⑤姿态与轨道控制系统：姿态控制--姿态稳定，姿态机动；轨道控制--用于保持或改变航天 器的运行轨道，包括轨道确定（导航）和轨道控制（制导）两方面，使航天器遵循正确的航 线飞行。 、 ⑥推进系统：向地球静轨道转移时的近地点与远地点点火；低轨道转移时，低轨到高轨的提 升与离轨再入控制； 星际航行向第二宇宙速度的加速过程；在轨运行 ⑦数据管理系统：将航天器遥控管理等综合在微机系统中 ⑧环境控制与生命保障：维持密闭舱内大气环境，保证航天员生命安全 5.航天器的特点及其设计的特点？ 答：航天器的特点有 5 个， (1). 系统整体性； (2). 系统层次性； (3). 航天器经受的环境条件：运载器环境、外层空间环境、返回环境； (4). 航天器的高度自动化性质； (5). 航天器长寿面高可靠性。 航天器设计的特点有 4 个， (1). 运载器有效载荷引发的设计特点： 慎用质量和追求轻质量的特点追求小尺寸和巧安排的 设计特点； (2). 适应外层空间环境引发的设计特点：创造必要的、可模拟真实环境进行航天器部件、设 备、分系统和整体航天器检测、试验和验收的条件，使模拟真实环境的检测、试验和验 收成为可能； (3). 特殊的一次使用性引发的设计特点：不存在维修、替换或补给，系统可靠性要求很高； (4). 单件生产引发的设计特点：每颗卫星都具有其特殊性。 6.试述应用卫星的分类及其主要用途。 答：应用卫星发射数量最多，种类也最多。具体分类如下， (1). 应用卫星按工作基本特征分类：对地观测类、无线电中继类和导航定位类； (2). 应用卫星按是否专门用于军事分类：民用卫星和军用卫星；