目錄
叢書序
序
前言
第1章 緒論
1.1 航天器與電推進系統(tǒng) 001
1.1.1 航天器的發(fā)展 001
1.1.2 航天器電推進系統(tǒng) 002
1.2 電推進原理和技術發(fā)展 004
1.2.1 電推進基本原理 004
1.2.2 電推進特點和類型 005
1.2.3 電推進技術發(fā)展 011
1.3 電推進在航天器上的應用 013
1.3.1 地球靜止軌道衛(wèi)星任務 013
1.3.2 深空探測任務 015
1.3.3 對地觀測和科學實驗任務 016
1.3.4 電推進應用發(fā)展趨勢 017
第2章 航天器電推進任務分析與總體設計
2.1 航天器電推進任務分析 019
2.1.1 航天器電推進任務需求 019
2.1.2 電推進任務適應能力分析 021
2.1.3 電推進系統(tǒng)主要性能指標 022
2.1.4 航天器軌道維持推進任務設計 024
2.1.5 航天器軌道轉(zhuǎn)移推進任務設計 027
2.2 電推進系統(tǒng)功能和性能分析 030
2.2.1 電推進系統(tǒng)功能分析 030
2.2.2 電推進系統(tǒng)性能分析 032
2.3 電推進航天器系統(tǒng)設計 034
2.3.1 航天器總體設計概述 034
2.3.2 電推進系統(tǒng)構型布局設計 042
2.3.3 電推進系統(tǒng)供配電設計 051
2.3.4 電推進系統(tǒng)熱控設計 052
第3章 電推進系統(tǒng)設計
3.1 電推進系統(tǒng)總體設計 054
3.1.1 電推進系統(tǒng)組成架構設計 054
3.1.2 電推進推進劑工質(zhì)設計 059
3.1.3 推進劑預算和裝填量分析 064
3.1.4 電推進可靠性安全性設計 066
3.2 電推進系統(tǒng)典型單機設計 072
3.2.1 離子推力器 072
3.2.2 霍爾推力器 073
3.2.3 電源處理單元 076
3.2.4 貯供子系統(tǒng) 080
3.2.5 推力矢量調(diào)整機構 085
3.3 電推進系統(tǒng)工作流程設計 088
3.3.1 電推進全壽命周期任務流程設計 088
3.3.2 電推進自主運行流程設計 089
3.3.3 電推進在軌工作模式及切換設計 095
第4章 電推進位置保持與姿態(tài)控制
4.1 電推進位置保持原理 099
4.1.1 衛(wèi)星軌道要素 099
4.1.2 地球靜止軌道攝動 103
4.1.3 電推進軌道控制模型 108
4.2 電推進位置保持策略設計 113
4.2.1 電推進南北位置保持策略設計 114
4.2.2 電推進東西位置保持策略設計 116
4.3 電推進南北和東西聯(lián)合位置保持策略設計 119
4.3.1 南北東西位置保持聯(lián)合控制 119
4.3.2 正常模式下的位置保持策略 121
4.3.3 故障模式下的位置保持策略 122
4.4 電推進角動量卸載控制 128
4.4.1 直接聯(lián)合控制方法 128
4.4.2 順序聯(lián)合控制方法 130
4.5 電推進位置保持工程實現(xiàn) 132
4.5.1 地面支持系統(tǒng) 132
4.5.2 星上軟件系統(tǒng) 133
4.5.3 位置保持工作流程 133
第5章 電推進軌道轉(zhuǎn)移與姿態(tài)控制
5.1 電推進小推力軌道轉(zhuǎn)移動力學模型 135
5.1.1 軌道控制運動學模型 135
5.1.2 軌道控制動力學模型 143
5.2 電推進軌道轉(zhuǎn)移策略優(yōu)化設計 145
5.2.1 小推力軌道轉(zhuǎn)移優(yōu)化理論 145
5.2.2 小推力軌道轉(zhuǎn)移優(yōu)化求解方法 146
5.3 電推進軌道轉(zhuǎn)移策略簡化設計 150
5.3.1 時間最優(yōu)解及其特征分析 151
5.3.2 電推進變軌策略簡化 154
5.4 電推進變軌過程姿態(tài)控制 159
5.4.1 姿態(tài)參考坐標系定義 159
5.4.2 姿態(tài)指向規(guī)劃 160
5.4.3 姿態(tài)機動控制 162
電推進軌道轉(zhuǎn)移流程設計 163
5.5.1 地面支持系統(tǒng) 164
5.5.2 星上軟件系統(tǒng) 164
5.5.3 軌道轉(zhuǎn)移工作流程 164
第6章 電推進羽流分析和防護設計
6.1 電推進羽流特性和效應 166
6.1.1 電推進羽流特性 166
6.1.2 電推進羽流效應 167
6.2 電推進羽流與航天器相互作用機理 170
6.2.1 電推進羽流等離子體輸運機理 170
6.2.2 電推進羽流與航天器表面動量和能量交換機理 172
6.2.3 電推進羽流粒子對航天器表面濺射與沉積機理 176
6.2.4 電推進羽流對航天器表面充放電機理 178
6.3 電推進羽流特性和效應試驗 178
6.3.1 羽流特性測量方案 179
6.3.2 羽流效應試驗方案 184
6.4 電推進羽流效應防護設計和仿真評估 187
6.4.1 電推進羽流效應防護設計 187
6.4.2 電推進羽流效應分析模型 188
6.4.3 電推進羽流力熱效應分析 189
6.4.4 電推進羽流濺射效應分析 190
第7章 電推進航天器電磁兼容性設計
7.1 基本理論與概念 193
7.1.1 EMC基礎知識 193
7.1.2 EMC標準 196
7.1.3 EMC技術 197
7.2 電推進的電磁干擾特性 199
7.2.1 電推進航天器電磁兼容性問題 199
7.2.2 電推進系統(tǒng)對航天器的電磁干擾機理 200
7.3 電推進電磁兼容性設計 201
7.3.1 電推進整星的電磁兼容性設計 201
7.3.2 電推進系統(tǒng)的電磁兼容性設計 202
7.4 電磁兼容性實驗 205
7.4.1 電推進系統(tǒng)的EMC 測試 205
7.4.2 非點火狀態(tài)電推進整星EMC 測試 210
7.4.3 點火狀態(tài)電推進整星EMC 測試 213
第8章 電推進航天器試驗與驗證
8.1 電推進航天器試驗驗證綜述 216
8.1.1 電推進試驗項目確定原則 216
8.1.2 電推進航天器試驗項目矩陣 217
8.2 電推進試驗項目 218
8.2.1 單機級試驗 218
8.2.2 分系統(tǒng)級試驗 222
8.2.3 整星級試驗 225
8.2.4 可靠性和壽命試驗 228
8.3 電推進在軌測試 231
8.3.1 電推進在軌功耗測試 231
8.3.2 電推進在軌推力測試 231
8.3.3 電推進在軌比沖測試 232
8.3.4 電推進南北位保能力測試 233
8.4 電推進試驗設備和系統(tǒng) 233
8.4.1 電推進性能測試真空設備 233
8.4.2 電推進壽命與可靠性驗證設備 234
第9章 典型電推進航天器總體設計
9.1 電推進位置保持通信衛(wèi)星 236
9.1.1 勞拉公司LS 1300平臺衛(wèi)星 236
9.1.2 空客公司Eurostar 3000平臺衛(wèi)星 238
9.1.3 波音公司BSS 702平臺衛(wèi)星 240
9.1.4 中國實踐十三號衛(wèi)星 243
9.2 全電推進通信衛(wèi)星 247
9.2.1 波音BSS 702SP平臺全電推進衛(wèi)星 247
9.2.2 空客Eurostar 3000EOR平臺全電推進衛(wèi)星 249
9.2.3 歐洲航天局Electra平臺全電推進衛(wèi)星 250
9.2.4 東方紅四號SP平臺全電推進衛(wèi)星 252
9.3 電推進深空探測航天器 253
9.3.1 深空一號探測器 253
9.3.2 黎明號探測器 255
9.3.3 隼鳥號探測器 258
9.3.4 智慧一號探測器 259
9.3.5 貝皮科倫布水星探測器 260
9.4 中低軌道電推進航天器 262
9.4.1 低軌對地觀測航天器 262
9.4.2 低軌微小衛(wèi)星 263
9.4.3 低軌衛(wèi)星星座 264
9.4.4 低軌載人空間站 265
參考文獻 267
縮略語 275