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《航天器振动试验的最新进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、1999年第4期导弹与航天运载技术No.41999总第240期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.240a航天器振动试验的最新进展于海昌(北京强度与环境研究所,北京,100076)摘要在航天器(卫星、飞船)的验证和鉴定过程中,结构部件和系统级的振动试验占有十分重要的地位。介绍了欧美航天部门采用底部激励方法进行航天器低频振动鉴定试验的技术现状,讨论了系统级振动试验的难点与对策,最后,评估了该项技术未来发展趋势及其有效性。主题词航天器,鉴定试验,试验设备。TheUp-to-dateProgre
2、ssofVibrationTestofSpacecraftYuHaichang(BeijingInstituteofStrength&EnvironmentalEngineering,Beijing,100076)AbstractInverificationandqualificationofspacecraft,itisveryimportanttocarryoutvibrationtestbothincomponentlevelandinsystemlevel.Thestatusoflow2frequency
3、vibrationqualificationtestofspacecraftbyusingbaseexcitationinAmericaandEuropeisintroduced,andthedifficultiesandsolutionsofvibrationtestinsystemlevelarediscussed.Attheendofthepaper,thedevelopmenttrendandeffectivenessofthetechniqueareevaluated.KeyWordsSpacecraf
4、t,Qualificationtest,Testequipment.1前言在航天器验证和鉴定过程中,振动试验起着至关重要的作用。通常都是运载火箭研制机构(如欧空局的阿里安火箭总体部)提出试验条件和要求,然后由相应的动力学研究中心(如法国图卢兹的国际空间中心)承担并完成这类试验。在美国,为规范这类试验的技术要求,美军标机构于1994年修订了MIL-STD-1540C《运载器、末级飞行器、航天器试验要求》军[1]用标准。过去,许多宇航部门的试验研究中心实际采用的振动试验方法,只是在低频范围内(小于100Hz)进行单轴
5、正弦振动试验,以便鉴定次要结构或附件承受低频发射环境的能力。随着航天器结构尺寸、重量和复杂性的增加(统计表明,90年代后期发射的商用航天器,其质量都在4000kg以上),已有振动试验设备已不能满足试验要求,而且试验数据的测试与处a收稿日期:199820921236导弹与航天运载技术1999年理的方法和手段也还存在许多亟待解决的问题。研究还表明,确定瞬态试验方法及其执行的有效性,虽然理论上有较大进展,但是,当前它们还不能当作标准方法被宇航部门的实际应用所接受。为了克服单轴振动试验设备能力的限制,80年代初,欧空局的
6、许多宇航试验中心相继[2,3]配置了大型环境试验设备系统,先后采用了双台并激技术或多轴振动试验设备。90年代初,法国国际空间中心的J.F.Imbert等人提出了利用力测量装置进行激振器(振动台)力[4]控的试验法,美国新墨西哥州国家实验室的NomanHunter等人提出了利用电压和电流[5]测量技术进行力控的新方法。本文在分析欧美航天部门振动试验技术现状的基础上,指出航天器系统级振动试验的难点与对策,最后,评估系统级振动试验的未来发展趋势及其有效性。2技术现状众所周知,运载火箭和航天器在发射和动力飞行期间,必须承
7、受由于起飞、级间(整流罩)分离、二次点火、关机和航天器入轨等各种操作引起的振动、冲击、噪声和热环境等动力学载荷。对于在轨的航天器还要承受高真空、太阳照射、空间辐射和失重等环境的影响。为了保证航天器经受住这些严重的(组合的)环境条件而不遭受损坏,必须把它们放在模拟这些力学环境的地面试验设备中进行环境试验。为规范环境试验条件,MIL-STD-1540C规定:“地面环境试验和结构试验,其主要目的是验证设计和消除潜在的缺陷,以保证任务的完成。将这些要求应用于某一个特定型号时,其目的是要获得高置信度来完成和实现航天任务”。
8、按照这个目标的要求,所涉及到的试验类型有:结构试验、力学环境试验、热试验、物理测量和力学试验以及电磁兼容试验等。本文所涉及的技术内容主要是力学环境试验。80年代初,欧空局成立了3个通用的环境试验中心:欧空局ö欧洲空间技术中心,设在荷兰的Noordwijk;法国国家空间研究中心ö国际空间公司,设在法国的图卢兹;西德的工业设备公司(IABG),设在西德的Ottobrunn。这
