批产航天器设备布局研究

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1、v01．22No．4航天器工程第22卷。第4翌132一．墨呈垒篁三篁垦垒三三兰型堑!些兰兰圣!墅垒—：兰皇坚垒里』兰旦：：一：：：：—=——==——===—==—22—252————2—55———————————————————一批产航天器设备布局研究周孝伦武向军郝文宇丛飞梁翠娜(北京空间飞行器总体设计部，北京100094)摘要分析了批产航天器小批量、多状态的特点，描述了这些特点给航天器研制带来的设备布局设计难题；提出了以舱板布局作为基本配置单元进行设备布局的方案，通过特殊设备识别、配置矩阵制定

2、、配置状态转化、配置状态编码和配置组合等步骤，实现批产航天器设备布局状态控制；最后，结合产品数据管理系统，说明了导航卫星设备布局方案。关键词航天器；小批量；多状态；布局中图分类号：V57文献标志码：ADoI：10．3969／j．issn．1673—8748．2013．04．022StudyonLayoutofSmallBatchSpacecraftEquipmentsZHOUXiaolunWUXiangjunHAOWenyuCONGFeiLIANGCuina(BeijingInstituteof

3、SpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，China)Abstract：Thisthesisanalyzesthecharacteristicsofsmall—batchspacecraft，describesthefollow—ingdifficultiesinthedevelopmentofspacecraft，putsforwardthesolutionthattakesstructureboardlayoutasthebasicunittocon

4、trolconfiguration．Thisthesisproposesseveralcontrolsteps：identifyingmulti—stateequipments，framingconfigurationmatrix，transformingconfigurationstates，codingconfigurationandassemblingdesignstates．Thisthesisgivesthesolutionwithproductdatamangement(PDM)sy

5、steminrealengineering，solvestheproblemsinlayoutdesignstatescontrolofsmall—batchsatellites．Keywords：spacecraft；smallbatch；multi—state；layout1引言航天器通常为单颗研制，难以批量设计和生产⋯。导航卫星是一类特殊航天器，需要几十颗相同功能的卫星共同在轨运行，形成星座系统[2。j。全球导航系统一般由24颗以上组成，如美国GPS系统、欧洲Galileo和俄罗斯的Glo

6、nass导航系统卫星数量都超过24颗，此类卫星已达到小批量的研制条件(一般超过5颗即为小批量)。导航载荷是导航卫星的主载荷，除导航载荷外，导航卫星一般还配置有通信转发、空间探测和其它探测或测试的载荷，进而实现卫星平台能力应用的最大化和载荷功能的多元化；同导航载荷相比，这些载荷可称作搭载载荷；各类轨道卫星、同类轨道不同序号卫星问搭载载荷通常存在差异，另外，由于不同厂家研制水平的不同，导致同类设备不同研制厂家之间存在技术状态不同，决定了导航卫星具有小批量、多状态的特点L4j。导航卫星的出现，对以单星

7、研制为主的航天器研制模式、设计惯例提出了挑战；卫星总体必须调整工作模式，满足导航卫星小批量、多状态的需要。本文在总结前期航天器研制经验的基础上，提出了以舱板布局设计作为基本单元进行小批量、多状态航天器布局设计状态控制的解决方案，并与产品数据收稿日期：2013-05一ll；修囤日期：2013-07—01基金项目：国家重大科技专项工程作者简介：周孝伦(1981一)，男，工程师，研究方向为航天器总体设计。Email：zhouxiaolun@cast．cn。第4期周孝伦等：批产航天器设备布局研究133—

8、————————————————————————————————————————————————一管理系统有机结合，实现了批产航天器的设备布局状态管理。2批产航天器设备布局设计的难点分析航天器研制是一项系统工程，具有系统复杂、技术密集、综合性强等特点，在系统层面与运载、发射场、测控、运控等大系统存在接口，在分系统层面包括十多个分系统，如结构、热控、能源、测控、控制、推进、综合电子、载荷等分系统；研制过程包括需求分析、方案设计、加工制造、总装与测试、发射与在轨管理等阶段，设计是航天器研制的一类重要