The Preliminary Design of a Standardized Spacecraft Bus for Small Tactical Satellites (Volume I) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Storming Media

作者:Gerald Ashby

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1996

价格:0

装帧:Spiral-bound

isbn号码:9781423573739

丛书系列:

图书标签:

• Spacecraft Design
• Small Satellites
• Tactical Satellites
• Spacecraft Bus
• Preliminary Design
• Aerospace Engineering
• Satellite Technology
• Systems Engineering
• Space Systems
• Standardization

小型战术卫星标准化航天器平台初步设计 (第一卷) 引言 在快速发展的太空探索和应用领域，小型战术卫星因其部署灵活性、成本效益以及响应能力，正扮演着越来越重要的角色。从地球观测、通信到侦察监视，小型卫星正在以前所未有的速度渗透到各个关键领域。然而，当前小型卫星的设计和制造过程往往高度定制化，流程复杂，周期长，成本高昂，这在一定程度上限制了其更广泛的应用和快速迭代。为了解决这些挑战，一种标准化、模块化的航天器平台设计理念应运而生。 本书《小型战术卫星标准化航天器平台初步设计 (第一卷)》正是基于这一理念，对开发一款能够满足多种任务需求、实现快速生产和部署的标准化小型战术卫星平台进行了深入的初步设计研究。本卷聚焦于航天器平台的整体架构、核心子系统设计以及关键技术可行性分析，旨在为后续的详细设计和工程实现奠定坚实的基础。本书的目标是构建一个能够适应不同有效载荷、满足严苛战术环境要求的通用平台，从而显著降低小型卫星的开发成本和缩短研制周期，加速太空应用的普及和创新。 第一章：项目背景与目标 本章首先回顾了当前小型战术卫星市场的现状、发展趋势以及面临的挑战。详细阐述了标准化、模块化设计理念在航天器工程中的重要性，以及其对于提升小型卫星的经济性和响应速度的巨大潜力。接着，明确了本书研究的目标： 设计一个高通用性的标准化小型战术卫星平台： 该平台应能集成多种类型的有效载荷，支持不同的任务配置。 实现高度的模块化和可插拔性： 关键子系统应设计为标准接口，便于快速替换、升级和集成。 确保平台的可靠性和鲁棒性： 能够承受太空环境的严酷考验，满足战术应用对稳定性的高要求。 降低开发成本和缩短研制周期： 通过标准化和规模化生产，实现成本的显著下降。 为后续的详细设计和工程制造提供明确的设计指导和技术方案。 此外，本章还对项目的潜在应用场景进行了初步的梳理，包括但不限于：战术通信、情报侦察、目标指示、导航增强、空间态势感知等，为平台的设计提供了明确的任务需求导向。 第二章：平台总体架构设计 本章深入探讨了标准化小型战术卫星平台的总体架构。在充分考虑了通用性、模块化和成本效益的基础上，提出了平台的整体设计方案。 模块化设计理念的贯彻： 详细阐述了平台如何被划分为一系列标准化的功能模块，例如：电力模块、姿态控制模块、通信模块、热控模块、载荷接口模块等。每个模块都将拥有统一的接口标准（机械、电气、数据），确保不同厂商或不同批次的模块之间能够兼容。 核心结构设计： 针对小型卫星的尺寸和质量限制，设计了轻质化、高强度的平台主体结构。讨论了材料选择（如铝合金、复合材料）以及结构优化方法，以在保证强度的前提下最大限度地减轻平台重量。 有效载荷集成接口： 设计了标准化的载荷接口，包括物理接口、电气接口和数据接口。该接口的设计能够兼容不同尺寸、不同功耗的有效载荷，并提供必要的电力、数据传输和控制信号。 可扩展性与升级性： 平台的架构设计考虑了未来的升级和扩展需求。通过预留接口和冗余设计，为未来引入更先进的技术或增加新的功能模块提供了可能。 设计方法论： 引入了面向对象的设计方法和系统工程的理念，确保平台的整体性、一致性和可维护性。 第三章：核心子系统初步设计 本章是本书的核心内容之一，对平台关键子系统进行了详细的初步设计研究。 3.1 电力子系统 (EPS) 电源生成： 重点研究了小型卫星常用的太阳能电池阵列的设计方案。包括了电池板的面积、功率输出、展开机构以及在轨运行的效率优化。同时，也对基于放射性同位素热电发生器 (RTG) 等其他潜在的电源方案进行了简要的评估，特别是在特定任务需求下的可行性。 能源存储： 深入分析了电池技术（如锂离子电池）的选型、容量计算、充放电管理策略以及在复杂温度环境下的性能表现。 配电与管理： 设计了高效、可靠的配电网络，包括电源分配单元 (PDU)、电压转换器、电流限制器等。重点关注电源管理单元 (PMU) 的设计，实现对各子系统电源的智能化分配、监测和故障保护。 接口定义： 明确了EPS与其他子系统之间的电力接口标准，包括电压等级、电流容量、连接器类型等。 3.2 姿态确定与控制子系统 (ADCS) 姿态确定传感器： 对惯性测量单元 (IMU)、星敏感器、地球敏感器、磁力计等常用姿态确定传感器的性能特点、选型依据以及在小型卫星上的集成方案进行了分析。 姿态执行器： 研究了反作用轮、磁力矩器、推力器等常用的姿态控制执行器的选型、设计和控制算法。重点考虑了小型化、低功耗以及高精度控制的需求。 控制算法： 探讨了常用的姿态控制算法，如PID控制、最优控制等，并根据小型卫星的特点进行了优化和简化。 接口定义： 明确了ADCS与平台主控单元、其他子系统之间的数据和控制接口。 3.3 通信子系统 (COMMS) 通信链路设计： 针对小型战术卫星的应用场景，设计了高带宽、低延迟的通信链路。研究了不同的通信频率（如S波段、X波段）和调制解调技术。 天线设计： 考虑了小型化、集成化和全向覆盖的需求，设计了可展开天线、贴片天线等多种天线方案，并评估了其性能。 转发器与调制解调器： 对转发器的功能、功率、带宽等关键参数进行了初步设计。研究了高效的调制解调方案，以应对信号衰减和干扰。 接口定义： 明确了通信子系统与有效载荷、主控单元之间的数据传输接口和协议。 3.4 热控制子系统 (TCS) 热环境分析： 对小型卫星在轨运行时可能遇到的太阳辐射、地球反射、地球红外辐射以及设备自身产生的热量进行了详细的分析。 被动热控设计： 研究了保温材料、散热涂层、热扩散片等被动热控措施的应用。 主动热控设计： 探讨了加热器、散热风扇等主动热控组件的设计和控制策略。 温度监测与控制： 设计了分布式温度传感器网络，并开发了相应的温度控制算法，确保各组件在安全温度范围内工作。 接口定义： 明确了TCS与各发热组件之间的接口。 3.5 数据处理与管理子系统 (DPMS) 机载计算机： 选型和设计了满足任务需求、低功耗、高可靠性的机载计算机硬件。 嵌入式软件： 针对平台的控制、通信、数据采集等任务，设计了高效、实时的嵌入式软件架构。 数据存储与传输： 设计了高容量、抗辐射的数据存储单元，并优化了数据传输协议，以满足快速数据下载的需求。 故障检测、隔离与恢复 (FDIR)： 设计了完善的FDIR机制，确保平台在异常情况下的稳定运行。 接口定义： 明确了DPMS与所有其他子系统之间的数据和控制接口。 第四章：关键技术可行性分析 本章对实现标准化小型战术卫星平台所面临的关键技术进行了深入的可行性分析，为设计方案的落地提供了科学依据。 材料与制造技术： 评估了新型轻质高强度材料在小型卫星结构设计中的应用前景，以及增材制造（3D打印）等先进制造技术在部件生产中的潜力。 接口标准化研究： 详细分析了实现不同子系统、不同供应商之间互操作性的接口标准化挑战，并提出了相应的解决方案和建议。 可靠性与寿命预测： 对设计方案在太空环境下的可靠性进行了初步的评估，并研究了相关的可靠性分析方法和寿命预测模型。 成本效益分析： 对标准化平台相较于传统定制化设计的成本优势进行了量化分析，并评估了规模化生产带来的经济效益。 风险评估与缓解措施： 识别了项目实施过程中可能面临的技术、管理和市场风险，并提出了相应的风险规避和缓解措施。 第五章：未来展望与总结 本章对本书的研究成果进行了总结，并对标准化小型战术卫星平台未来的发展方向进行了展望。 总结： 回顾了本书在平台总体架构、核心子系统设计以及关键技术可行性分析方面的成果，强调了标准化设计理念在推动小型卫星技术进步中的重要作用。 未来发展方向： 探讨了平台在人工智能、自主运行、在轨服务等前沿技术方面的潜在集成方向，以及如何通过持续的标准化演进，构建更加灵活、智能和高效的太空生态系统。 建议： 为后续的详细设计、工程样机制造和在轨验证提出了具体的建议和路线图。 结语 《小型战术卫星标准化航天器平台初步设计 (第一卷)》旨在为小型战术卫星的设计和制造提供一种创新的、具有颠覆性的解决方案。通过本书的研究，我们坚信，一个高度标准化、模块化的航天器平台将极大地加速小型卫星技术的迭代更新，降低进入太空的门槛，并为全球用户带来更广泛、更灵活的太空应用能力。本卷的研究成果，是迈向这一目标的重要一步，为未来更大规模、更复杂任务的实现奠定了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆