萤火一号火星探测器联合力学试验.pdf

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1、第30卷2013年第4期上海航天AEROSPACESHANGHAI文章编号：l006—1630(2013)04一0215一05萤火一号火星探测器联合力学试验吕凯，李应典，张春雨，张宗华，陈昌亚(上海卫星工程研究所，上海200240)摘要：介绍了萤火一号(YH—1)、福布斯一土壤火卫一(FGSC)火星探测器组合体进行的联合汽车运输振动试验，联合航空运输降落冲击振动试验，联合发射振动试验和分离试验等联合力学试验的目的、方法、条件和结果。结果表明：YH—l火星探测器在探测器组合体的联合试验中近乎作刚体运动，组合体一阶横向频率约15Hz，一

2、阶纵向频率约30Hz。关键词：联合力学试验；振动试验；运输试验；分离试验中图分类号：V416文献标志码：AExperiencedJojntDynamicTestsofYH一1MarsProbeLUKai，LIYing—dian，ZHANGChun—yu，ZHANGZong—hua，CHENChang—ya(ShanghaiInstituteofSateHiteEngineering，Shanghai200240，China)Abstract：Thepurpose，method，conditionandresultofthejoint

3、dynamictestsofYH一1andFGSCMarsprobeexperiencedwhichwerethevibrationtestofthejointcartransportation，landingimpactvibrationtestofthejointaviationtransportation，vibrationtestofthejointlaunch，andseparationtestwereintroducedinthispaper．TheresultsshowedthatYH一1MarsprobewouIdd

4、origidmotionnearlyinthetwoprobeunit．Thetransversefrequencyandlongitudinalfrequencyofoneorderfortheprobeunitwere15and30Hzrespectively．Keywords：Jointdynamictest；Vibrationtest；Transportationtest；Separationtest0引言YH一1，FGSC火星探测器参加了联合力学试验，包括联合汽车运输振动试验，联合航空运输降落冲击振动试验，联合发射振动试验

5、，分离试验等。这些试验主要是验证YH一1，FGSC火星探测器组装后，适应自俄方研制单位运输起，至在轨分离为止的各种外部载荷环境的能力，同时验证双方探测器结构设计的正确性。航天器运输环境模拟的真实性直接影响其在地面的安全与可靠性。在国内航天器研制中，对运输环境的模拟多采用真实运输的环境模拟。实物实地运输模拟，受运输道路环境、车速、风速和着陆速度等因素的影响，试验历程具有不可重复性，多次试验的结收稿日期：2012一09一17；修回日期：2012—11—13作者简介：吕凯(1975一)，男，高级工程师，主要从事空间航天器结构设计、分析，产

6、品标准化研究等。果离散性较大，给数据分析带来极大困难。同时，试验过程具不可控性，整器结构或单机出现失效后的后续破坏性影响不能及时制止。再者，运输类环境模拟试验，多以结构是否发生破坏或连接是否松动作为试验判据，而无定量判据。YH一1，FGsC火星探测器进行的联合公路运输振动力学试验、联合航空运输降落冲击振动试验均在试验室内完成，试验的模拟方法、环境条件具可再现性，振动过程可监测，试验有定量判据等特点。另外，YH一1火星探测器还参与了联合发射振动试验和分离试验。在联合发射振动试验过程中，采用低频正弦振动与高频随机振动结合方式，低频正弦振

7、动采用主动下凹和被动下凹(即多点限幅控制)综合控制；分离试验采用轻巧的失重模拟装置。因此，联合力学试验方法和振动控制策略对我国航天器的研制有一定的参考价值和借鉴意义。本文介绍了YH一1火星探测器的联合力学试验。上海航天AEROSPACESHANGHAI第30卷2013年第4期1联合汽车运输振动试验航天器在车辆运载中所受多种机械环境条件影响主要有振动、冲击、倾斜摇摆、稳态加速度和静负荷等，其中最主要的是振动和冲击。航天器因受一定程度的累积疲劳造成使用寿命降低，由振动或冲击引起的包装防护失效，进而会使航天仪器本身的紧固松动，构件疲劳、密

8、封失效、累积损伤等，降低了航天器的可靠性。因此，需对航天器的地面运输过程进行严格的监测和控制。随机振动试验可近似复现或模拟地面运输的振动环境，是模拟地面运输试验的基础和保证。1．1目的验证YH一1，FGSC火星探测器组合自俄方研制单位