一种航天器电缆网精确质量特性计算方法

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1、第23卷第4期航天器工程V01．23No．42014年8月SPACECRAFTENGINEERING33一种航天器电缆网精确质量特性计算方法张旺军陈向东潘艳华庞或(北京空间飞行器总体设计部，北京100094)摘要分析了当前国内外电缆网质量特性计算存在的主要问题，提出了精确质量特性计算的解决方案。通过建立航天器电缆线型库，快速计算出线束的线密度并赋予三维模型；同时精确计算出三维电缆网模型的长度，建立导线束线规库，实现了电缆网质量计算。该方法可解决长期困扰的电缆网质量特性计算的精确性问题，通过实例验证了此方法的可行性和计算结果的精确性。关键词航

2、天器；电缆网；质量特性计算中图分类号：V411．8文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2014．04．006AMethodofAccurateMassPropertyCalculationforSpacecraftCableNetworkZHANGWangjunCHENXiangdongPANYanhuaPANGYu(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，China)Abstract：Thepaperanalyzesthep

3、roblemsandobstaclesincurrentmasspropertycalculationmethodforspacecraftcablenetworkathomeandaboard，identifiesthedifficultyinaccuratecal—culationofcablemassproperty，andproposesasolution．Basedonspacecraftcabledatabase，wirebundlelineardensityiscalculatedanda3Dcablenetworkmodel

4、issetupautomatically．Someskillsaresuggestedtoimprovetheaccuracyofthecablelength，andawirebundlespecifica—tiondatabaseissetup．Themethodsolvedthepuzzleoftheaccuracyofcablenetworksmassproperty．Thefeasibilityofthemethodandthevalidityoftheresultareverifiedwithanexampleusedforasp

5、aceprobe．Keywords：spacecraft；cablenetwork；masspropertycalculation1引言随着航天器功能越来越复杂，航天器的质量也越来越大，一些新型航天器的质量已经接近现有运载器的能力极限。在这种形势下，减少不必要的配重尤为重要，这需要在设备布局阶段对质量特性(包括质量、质心、惯量等)有较精确的估算，并以降低配重质量作为布局调整的优化目标。如果在航天器研制的早期能够精确估算出航天器的质量特性，则可以避免设备布局出现较大的反复，减少迭代过程。但是研制早期对航天器的质量特性精确估算具有一定的困难，这

6、个困难主要来自电缆网。航天器的质量特性主要由结构、设备、管路、电缆网及总装直属件等决定[1’3]，其中结构、设备、管路、总装直属件的质量特性均可以通过三维模型准收稿日期：2014—04—16；修回日期：2014-06—09基金项目：国家重大科技专项工程作者简介：张旺军，男，工程师，从事航天器总体设计和总装设计工作。Email：zhaa4561@sina．com。34航天器工程23卷确地计算出来。而电缆网的质量通常占航天器干重的3％～10％，因此其对航天器的质量特性影响不容小觑。目前，在型号研制早期，电缆网的总质量通常是由总体按经验直接分配。

7、到后期，如初样阶段，电缆网设计已基本固定，但其质量特性至今还没有较好的方法做精确计算。文献[4]和文献E5J给出了电缆网模型走向设计的概念和应表达的内容，文献[6]和文献[7]从仪器设备布局的角度给出了航天器质量特性精确计算的方法和思路，但均未讨论电缆网精确质量特性计算问题。将总体直接分配的质量按整器均布法或舱板均布法进行质量特性估算。整器均布法将整器的电缆网质量作为均布质量分布在整器包络上，在质量特性计算时用一个与整器收拢包络(或结构包络)相同的质量体进行等效，其质量为整器电缆网质量；舱板均布法将整器的电缆网质量按比例在舱板上进行分配，在

8、质量特性计算时作为分配质量分配到舱板上，分配比例一般按照结构板上设备的数量、结构板上安装设备电连接器的数量或者结构板上设置的电缆通道数量来进行设置。上述两种方法是通过不同的方式来