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灵犀04星A轴SADA技术开发   我有意向
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需求简介
当前技术情况
拟解决的问题
预计解决方式
具体指标要求
需求类型:技术难题解决  
卫星运行在1150km的轨道高度,轨道周期108min,阴影时间最大35min,一年内存在全日照的工况,轨道倾角为50°。A轴SADA需要满足所处轨道的工作环境要求,在轨工作7年以上,寿命末期的可靠性不低于0.984。 A轴SADA接收综合管理单元的指令后,通过电机控制太阳电池阵的转动、保持和回零,同时将太阳电池阵收集的电能和信号通过电缆传输至电源控制器和SMU,以保证卫星平台及有效载荷的供电。A轴SADA需要适应地面存储、地面测试、地面运输、发射、入轨和在轨的环境要求,并满足如下要求: a) 能够承受预定载荷和环境条件; b) 为太阳翼结构与机构提供安装、支撑条件和刚度保证; c) 按照总体控制指令,驱动太阳翼对给定目标进行跟踪或指向调节; d) 实现太阳电池片的功率和遥测信号的传输; e) 完成长期在轨连续通电、可靠、稳定工作。 A轴SADA可以在n+360°范围内绕旋转轴连续旋转,A轴SADA的主要工作模式包括待机模式、保持模式、速度模式、回零模式,各模式的定义如下: 待机模式:不对电机进行控制,含断电保持和通电保持。 保持模式:保持当前位置。 速度模式按照处理器模块输入的期望速度和期望方向进行运动,当检测到光电传感器处于触发状态后,步数更新为光电传感器对应的步数,并继续进行运动。 回零模式:按照处理器模块输入的期望方向按照恒定的速度(速度可通过指令注入修改)进行运动,当检测到光电传感器处于触发状态后,步数更新为光电传感器对应的步数并停止运动。 任意模式下,收到停止指令后立即停止运动。 A轴SADA所选元器件应选择已经在轨使用的元器件,元器件质量等级采用军品级或进口工业级及以上,重要器件的抗辐照指标总剂量大于50K。要求设计中有针对单粒子敏感器件的防护措施,包括SEU、SEL、SEB、SEGR等。要求器件SEL阈值≥37MeV·cm2/mg。 A轴SADA需要开展正弦、随机、热真空环境试验,试验条件见单机的研制技术要求。同时,所交付的产品需要满足航天产品可靠性、测试性、维修性、保障性、安全性和环境适应性的要求。产品研制完成后,需要完整的数据包和设计文件,并对设计、工艺、测试进行总结,形成结论。
灵犀04星,相对于传统卫星,其功能和性能要求更高。为了满足高性能卫星的能源需求,卫星采用了二维太阳帆板驱动机构(Solar Array Drive Assembly,简称SADA),它包含了A轴SADA和B轴SADA。其中,A轴SADA的主要功能用途是在其寿命期间,按照卫星总体控制指令,驱动太阳帆板对日定向和跟踪,并将太阳电池阵发出的电能和测控信号传输到星体内,保证能源和信号的可靠传输。 在轨期间,A轴SADA至少需要转动4万圈以上。在空间环境下,运动部件的相互磨损会加剧,进而导致机械、电功率、电信号的传输效率下降,严重的情况下会导致太阳帆板的对日定向和电能传输失效,进而影响到卫星的能源安全。因此,A轴SADA的功能性能直接关系到卫星的成败。 目前,卫星互联网已经纳入国家的“新基建”范畴,急需大量低成本、高可靠的卫星单机设备。而SADA作为星上的关键单机,其价格十分昂贵,因此很有必要开发相关技术,获取适合批产的、低成本、高可靠、长寿命的SADA产品,以服务于卫星互联网星座建设。
该项目的关键技术是在低成本的约束下,通过技术创新和优化迭代,找到一种适合批产的低成本工艺方案,实现SADA的高可靠和长寿命要求,以服务于卫星互联网星座建设。 拟解决的科学关键问题包括:(1)低成本的空间润滑技术;(2)长寿命的空间滑环技术;(3)高可靠的总体集成方案;(4)适合批产的工艺方案。
一、产品研制完成后,将按照以下的内容进行考核,其中抗辐照总剂量、寿命和可靠性需要进行相应的试验验证或理论计算。 1、运动方向:正转、反转 2、跟踪精度:优于1°(零位+步进角控制) 3、转动极性:面向输出轴法兰,A+B+→A-B+→A-B-→A+B-→A+B+,输出法兰逆时针转动 4、转动范围:n+360°连续旋转 5、转速:在轨正常转速:0.05~1 6、SADA尺寸:不大于Φ185×185 7 、SADA固有频率:一阶≥150Hz 8 、导电环(A轴) 功率环:环数×电流(每环3接点) 正向12×6A、负向12×6A 信号环:环数×电流(每环1接点) 35×0.25A(单环短期电流最大可以到0.5A) 9 、导电环电噪声:≤5mVrms/A 10 、功率环电压:工作电压≥46V,开路电压≥72V 11、驱动力矩:≥5N*m 12、通电保持力矩:≥6N*m 13、断电保持力矩:≥1.5N*m 14 、重量:≤4.5kg(含电缆和接插件) 15 、电源电压 :28V 16 、额定相电流:120mA±10mA 17 、SADA环境温度条件:安装界面处温度:-20℃~+55℃ 舱内辐射环境温度:-20℃~+55℃ 18、轴系负荷能力:最大静态负荷弯矩≥120Nm; 19、测角度精度:优于0.5°,2个(主备份) 20、抗辐照总剂量:50K 21、寿命:在轨寿命≥8年 22、可靠度:≥0.984 二、单机交付前,需要进行环境试验考核,包括正弦振动试验、随机振动试验和热真空试验。 三、SADA热真空试验条件如下: a. 真空度:优于 1.33×10-3Pa; b. 试验温度: 验收级试验温度范围:-30℃~65℃ 特殊设备或组件的热真空试验温度范围依据组件的特性制定。 c. 循环次数: 验收级试验至少3.5次; 鉴定件试验至少6.5次。 d. 极端高低温端停留时间:至少4小时; e. 测试要求:第一和最后一个循环在高温和低温端应测试所有性能指标;其他每次循环在高温和低温端应测试所有性能指标;其他每次循环在高温和低温端测试主要性能指标; f. 温度变化的速率应不小于 0.5℃/min。



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