航天器原子氧通量仿真软件AOFS的验证计算

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作者 焦子龙 姜海富 +4 位作者 姜利祥 刘宇明 徐焱林 李涛 乔世英 《航天器环境工程》 CSCD 2024年第5期553-560,共8页

仿真计算是获得航天器表面原子氧(AO)撞击通量分布情况的重要手段之一。文章首先介绍自主研发的适用于复杂构型航天器AO通量仿真计算的AOFS软件的基本特性;然后利用无遮挡、有遮挡以及多次反射等AO与航天器相互作用的典型测试算例对该... 仿真计算是获得航天器表面原子氧(AO)撞击通量分布情况的重要手段之一。文章首先介绍自主研发的适用于复杂构型航天器AO通量仿真计算的AOFS软件的基本特性;然后利用无遮挡、有遮挡以及多次反射等AO与航天器相互作用的典型测试算例对该软件性能进行验证,并与自由分子流理论解和SYSTEMA软件的计算结果进行对比分析。研究发现:对于无遮挡和有遮挡算例,采用反向射线追踪方法的SYSTEMA软件比AOFS软件具有更好的算法稳定性;而对于多次反射算例,AOFS软件结果和SYSTEMA软件结果差别较大。以上结果可为后续复杂构型航天器AO通量计算软件的研制及验证提供参考依据。 展开更多

关键词 航天器 原子氧通量 软件研制 仿真分析 计算验证

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深空探测用微流星体环境模型综述

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作者 焦子龙 姜利祥 +2 位作者 刘宇明 徐焱林 王鹏 《航天器环境工程》 CSCD 2024年第6期661-669,共9页

微流星体是深空探测任务中航天器遭遇的重要空间环境因素之一。文章对目前主要微流星体环境模型进行了分析总结,介绍了微流星体的来源、内太阳系偶发微流星体模型和微流星体束流模型、外太阳系微流星体模型以及星际尘埃模型等。最后对... 微流星体是深空探测任务中航天器遭遇的重要空间环境因素之一。文章对目前主要微流星体环境模型进行了分析总结,介绍了微流星体的来源、内太阳系偶发微流星体模型和微流星体束流模型、外太阳系微流星体模型以及星际尘埃模型等。最后对我国未来微流星体环境模型研究提出了建议。 展开更多

关键词 行星际尘埃 微流星体模型 深空探测 撞击效应

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利用色质谱方法检测卫星真空热试验污染物成分 被引量：7

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作者 焦子龙 庞贺伟 +3 位作者 易忠 杨东升 臧卫国 于钱 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期64-67,共4页

在真空热试验过程中进行了污染物的采集及成分分析试验。利用污染采集板收集污染物,丙酮溶液洗脱污染物,气相色谱-质谱联用方法对污染物进行成分分析。确定了整星热试验和太阳电池翼热试验中的主要污染物成分为硅氧烷和邻苯二甲酸酯,热... 在真空热试验过程中进行了污染物的采集及成分分析试验。利用污染采集板收集污染物,丙酮溶液洗脱污染物,气相色谱-质谱联用方法对污染物进行成分分析。确定了整星热试验和太阳电池翼热试验中的主要污染物成分为硅氧烷和邻苯二甲酸酯,热试验中污染物甲基苯基硅氧烷可能来源于粘结剂。 展开更多

关键词 分子污染 气相色谱法-质谱方法 真空高温试验 成分分析

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卫星真空热试验污染物成分分析 被引量：12

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作者 焦子龙 庞贺伟 +3 位作者 易忠 杨东升 臧卫国 于钱 《航天器环境工程》 2009年第3期240-243,199,共4页

在真空热试验过程中进行了污染物的采集及成分分析试验。利用污染采集板收集污染物,丙酮溶液洗脱污染物,气相色谱-质谱联用方法对污染物进行成分分析。确定了整星热试验和太阳电池板热试验中的主要污染物成分为硅氧烷和邻苯二甲酸酯,并... 在真空热试验过程中进行了污染物的采集及成分分析试验。利用污染采集板收集污染物,丙酮溶液洗脱污染物,气相色谱-质谱联用方法对污染物进行成分分析。确定了整星热试验和太阳电池板热试验中的主要污染物成分为硅氧烷和邻苯二甲酸酯,并对两种污染物的影响进行了分析。 展开更多

关键词 分子污染 真空热试验 成分分析 气相色谱-质谱方法

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航天器真空热试验污染物成分分析 被引量：11

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作者 焦子龙 庞贺伟 +1 位作者 易忠 杨东升 《航天器环境工程》 2010年第6期711-714,672,共4页

航天器真空热试验的污染物成分分析是识别污染源、进行有效污染控制的基础。文章采用擦拭等方法收集敏感表面污染物;丙酮溶液洗脱污染物;气相色谱-质谱联用方法对污染物进行成分分析。文章对某星太阳电池板真空热试验中出现的污染物进... 航天器真空热试验的污染物成分分析是识别污染源、进行有效污染控制的基础。文章采用擦拭等方法收集敏感表面污染物;丙酮溶液洗脱污染物;气相色谱-质谱联用方法对污染物进行成分分析。文章对某星太阳电池板真空热试验中出现的污染物进行了定性分析,发现该类污染物为甲基苯基硅氧烷,来源于太阳电池组件所用粘结剂。文章还对卫星OSR表面和太阳电池板表面真空热试验后的残留邻苯二甲酸酯类残留污染物进行了定量分析。 展开更多

关键词 分子污染 真空热试验 污染物分析

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利用并行八叉树划分技术开展复杂构型航天器放气污染分析研究 被引量：3

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作者 焦子龙 姜利祥 +2 位作者 黄建国 孙继鹏 朱云飞 《航天器环境工程》 2016年第6期601-605,共5页

放气污染对航天器造成的有害影响需要定量评估。放气产物分子的输运过程可以采用Monte-Carlo方法模拟,并用射线表示放气分子输运轨迹。如此一来,即转换为射线追踪问题。由于航天器构型复杂,射线追踪的计算很耗时,所以有必要研究其加速... 放气污染对航天器造成的有害影响需要定量评估。放气产物分子的输运过程可以采用Monte-Carlo方法模拟,并用射线表示放气分子输运轨迹。如此一来,即转换为射线追踪问题。由于航天器构型复杂,射线追踪的计算很耗时,所以有必要研究其加速算法。文章将复杂构型航天器表面用三角形非结构网格表示,利用八叉树划分技术开展分子运动轨迹与表面相交的加速模拟计算。同时,在基于共享内存多核计算平台,利用OpenMPAPI软件实现了计算的并行化。该方法在对空间站的实例计算中显著提高了运算速度,并对空间站的污染情况进行了初步评价分析。 展开更多

关键词 航天器 放气污染 模拟计算 复杂构型 八叉树 并行计算

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分子污染光学效应试验研究 被引量：7

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作者 焦子龙 杨东升 庞贺伟 《航天器环境工程》 2009年第1期17-20,5-6,共4页

卫星有机材料放气产生的分子污染是卫星在轨污染的重要来源。分子污染会造成敏感表面光学性能退化甚至失效,因此必须进行评估分析。文章对在卫星真空热试验中,采用光学试片进行污染光学效应测试的数据进行了分析,并且与国内外试验数据... 卫星有机材料放气产生的分子污染是卫星在轨污染的重要来源。分子污染会造成敏感表面光学性能退化甚至失效,因此必须进行评估分析。文章对在卫星真空热试验中,采用光学试片进行污染光学效应测试的数据进行了分析,并且与国内外试验数据进行了比对,发现光学试片测得的透过率损失数据较为保守,分析原因是光学试片污染沉积为液滴状,导致散射损失较大。 展开更多

关键词 分子污染 光学效应 透过率 吸收率

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空间光学系统真空热试验污染控制经验综述 被引量：3

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作者 焦子龙 姜利祥 +2 位作者 孙继鹏 黄建国 朱云飞 《航天器环境工程》 2015年第4期445-450,共6页

真空热试验过程中光学系统可能受到严重污染,因此需制定严格的污染控制措施。文章对NASA、ESA、JAXA等航天机构的卫星光学系统真空热试验中典型、有代表性的污染控制经验进行了综述,并对我国光学系统真空热试验污染控制提出了若干建议。

关键词 光学系统 污染控制 真空热试验 分子污染 颗粒污染

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海洋卫星水色仪羽流污染DSMC模拟研究 被引量：3

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作者 焦子龙 庞贺伟 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1529-1532,共4页

在当前和今后很长一段时间内,我国卫星姿轨控系统都将液体小发动机作为主要推进系统。对于长寿命、高可靠卫星,羽流污染评估具有重要意义,而数值模拟则是有效方法。采用DSMC方法模拟了海洋卫星单组元轨控发动机羽流对水色仪表面可能造... 在当前和今后很长一段时间内,我国卫星姿轨控系统都将液体小发动机作为主要推进系统。对于长寿命、高可靠卫星,羽流污染评估具有重要意义,而数值模拟则是有效方法。采用DSMC方法模拟了海洋卫星单组元轨控发动机羽流对水色仪表面可能造成的污染,通过这个算例验证了DSMC方法在羽流污染模拟中的重要作用。假设羽流组分为NH3、N2、H2,水色仪表面温度为100K,计算结果显示在水色仪所在位置发动机羽流造成污染影响最小,可以忽略不计。这表明推进系统选择合理,卫星结构设计合理。 展开更多

关键词 羽流污染 DSMC方法 水色扫描仪 海洋卫星 分区方法

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星载激光雷达系统污染增强损伤效应及防护试验研究 被引量：3

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作者 焦子龙 姜利祥 +2 位作者 孙继鹏 黄建国 朱云飞 《航天器环境工程》 2017年第4期419-423,共5页

真空污染环境会加剧激光诱导损伤,严重影响激光雷达系统的性能。文章对已有研究进行了分析总结,详细介绍了星载激光雷达系统污染增强损伤效应及防护试验平台的设计、试验方法及结果,归纳提出了星载激光雷达系统污染防护措施,对我国相关... 真空污染环境会加剧激光诱导损伤,严重影响激光雷达系统的性能。文章对已有研究进行了分析总结,详细介绍了星载激光雷达系统污染增强损伤效应及防护试验平台的设计、试验方法及结果,归纳提出了星载激光雷达系统污染防护措施,对我国相关研究的开展提出了建议。 展开更多

关键词 星载激光雷达系统 污染 激光损伤阈值 污染防护

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航天器分子污染返回流计算方法 被引量：3

11

作者 焦子龙 庞贺伟 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期415-421,共7页

随着对航天器长寿命、高性能、高可靠要求的不断提高,污染逐渐成为影响任务成功的重要因素之一,数值模拟是评估分子污染的主要手段之一。对返回流计算方法进行了总结,详细介绍不同方法的理论基础、计算细节,对方法的优缺点、适用性等进... 随着对航天器长寿命、高性能、高可靠要求的不断提高,污染逐渐成为影响任务成功的重要因素之一,数值模拟是评估分子污染的主要手段之一。对返回流计算方法进行了总结,详细介绍不同方法的理论基础、计算细节,对方法的优缺点、适用性等进行了比较分析。 展开更多

关键词 分子污染 返回流 自散射 背景散射

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原子氧作用下聚合物薄膜材料表面形貌变化研究综述 被引量：1

12

作者 焦子龙 姜利祥 +3 位作者 刘宇明 徐焱林 乔世英 姜海富 《装备环境工程》 CAS 2023年第11期29-37,共9页

原子氧作用造成航天器用聚合物薄膜的表面形貌发生显著变化,服役性能下降。基于此,从试验和仿真2个方面对相关研究进行了综述,总结了聚酰亚胺薄膜粗糙度及透过率随原子氧通量的变化,发现随累积通量增加,薄膜表面粗糙度增大,造成其透过... 原子氧作用造成航天器用聚合物薄膜的表面形貌发生显著变化,服役性能下降。基于此,从试验和仿真2个方面对相关研究进行了综述,总结了聚酰亚胺薄膜粗糙度及透过率随原子氧通量的变化,发现随累积通量增加,薄膜表面粗糙度增大,造成其透过率下降,但变化规律仍不清楚。对改性聚酰亚胺薄膜、其他聚合物薄膜及空间环境协合效应下聚合物薄膜的形貌变化进行了分析,分析了原子氧与聚合物材料作用仿真方法,对原子氧掏蚀形貌仿真结果进行了总结,指出了聚合物薄膜形貌变化机理研究中的关键科学问题。 展开更多

关键词 聚合物 原子氧 表面形貌 粗糙度 透过率

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GEO卫星整星分子污染初步预估 被引量：4

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作者 焦子龙 杨东升 《航天器环境工程》 2008年第6期526-532,497,共7页

污染的长期累积效应是影响GEO卫星长寿命的重要因素。文章对GEO卫星整星非金属材料出气造成的分子污染进行了预估。根据扩散理论建立保守出气速率模型,基于自由分子流理论采用角系数方法计算污染分子视线传输,考虑了光化学沉积效应,对RT... 污染的长期累积效应是影响GEO卫星长寿命的重要因素。文章对GEO卫星整星非金属材料出气造成的分子污染进行了预估。根据扩散理论建立保守出气速率模型,基于自由分子流理论采用角系数方法计算污染分子视线传输,考虑了光化学沉积效应,对RTV胶、白漆出气造成的OSR片、太阳电池板、天线性能退化进行了估计,发现RTV胶的污染效应较为严重,白漆的污染影响可忽略不计。该结果可作为制定污染控制要求时的参考上限值。 展开更多

关键词 分子污染 污染预估 光化学沉积 角系数方法

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利用Simons模型研究卫星羽流污染 被引量：2

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作者 焦子龙 庞贺伟 杨东升 《航天器环境工程》 2007年第3期160-163,6,共4页

发动机羽流对卫星引起干扰力矩及沉积效应,对羽流污染分析是卫星污染分析中的重要部分。文章在分析发动机羽流流动特点的基础上,详细介绍了Simons模型,并将其用于某卫星20 N发动机羽流对其邻近壁面沉积污染的模拟。计算结果表明,羽流会... 发动机羽流对卫星引起干扰力矩及沉积效应,对羽流污染分析是卫星污染分析中的重要部分。文章在分析发动机羽流流动特点的基础上,详细介绍了Simons模型,并将其用于某卫星20 N发动机羽流对其邻近壁面沉积污染的模拟。计算结果表明,羽流会对邻近壁面产生污染沉积效应,平均沉积速率1．89×10^(-4)kg/(s·m^2)。通过此算例证明,Simons模型是一种有效的快速估算羽流污染的工程方法。 展开更多

关键词 羽流污染 沉积效应 simons模型 环境模拟

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航天器分子污染计算方法综述 被引量：5

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作者 焦子龙 《航天器环境工程》 2010年第2期181-189,132,共9页

随着对航天器长寿命、高可靠、高性能要求的不断提高,污染逐渐成为影响任务成功的重要因素之一。数值模拟是评估分子污染的主要手段之一。文章对航天器分子污染计算方法进行了总结,详细介绍了污染源、污染沉积及效应、污染传输的模型以... 随着对航天器长寿命、高可靠、高性能要求的不断提高,污染逐渐成为影响任务成功的重要因素之一。数值模拟是评估分子污染的主要手段之一。文章对航天器分子污染计算方法进行了总结,详细介绍了污染源、污染沉积及效应、污染传输的模型以及计算方法。 展开更多

关键词 分子污染 数值模拟 放气 质量传递系数 光学性能

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航天器分子污染返回流计算方法 被引量：5

16

作者 焦子龙 《航天器环境工程》 2008年第3期269-275,199,共7页

随着航天器对长寿命、高性能、高可靠要求的不断提高,污染逐渐成为影响任务成功的重要因素之一,数值模拟是评估分子污染的主要手段之一。文章对返回流计算方法进行了总结,详细介绍不同方法的理论基础、计算细节,对每种方法的优缺点、适... 随着航天器对长寿命、高性能、高可靠要求的不断提高,污染逐渐成为影响任务成功的重要因素之一,数值模拟是评估分子污染的主要手段之一。文章对返回流计算方法进行了总结,详细介绍不同方法的理论基础、计算细节,对每种方法的优缺点、适用性等进行了比较分析。 展开更多

关键词 分子污染 返回流 自散射 背景散射

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QB50项目概述 被引量：3

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作者 焦子龙 《国际太空》 2015年第6期22-25,共4页

立方体卫星是指以尺寸为10cm×10cm×10cm，质毓不大于1kg的皮卫星为标准斡元（1U）。采用10cm×10cm×20cm大小的结构称为2U，采用10cm×10cm×30cm大小的结构称为3U。

关键词 皮卫星 立方体 结构

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基于蒙特卡罗射线追踪的航天器空间环境因素暴露通量统一计算方法 被引量：6

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作者 焦子龙 胡松林 +3 位作者 姜利祥 黄建国 孙继鹏 朱云飞 《航天器环境工程》 2019年第4期350-356,共7页

航天器空间环境效应分析评估的首要条件是获取空间环境因素的暴露通量.文章分析总结了蒙特卡罗方法在原子氧、微流星体、太阳光压、气动力、辐射剂量、材料放气污染等环境因素暴露通量计算中的应用,提出基于蒙特卡罗射线追踪方法实现统... 航天器空间环境效应分析评估的首要条件是获取空间环境因素的暴露通量.文章分析总结了蒙特卡罗方法在原子氧、微流星体、太阳光压、气动力、辐射剂量、材料放气污染等环境因素暴露通量计算中的应用,提出基于蒙特卡罗射线追踪方法实现统一的空间环境因素暴露通量计算,并给出计算流程及初步验证.统一算法的计算结果与理论值(或文献值)符合较好,证明其能够正确计算环境因素暴露通量. 展开更多

关键词 航天器 空间环境 暴露通量 蒙特卡罗方法 射线追踪

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低地球轨道原子氧-太阳远紫外协合效应地面试验条件探讨 被引量：2

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作者 焦子龙 姜海富 +2 位作者 姜利祥 翟睿琼 杨艳斌 《航天器环境工程》 北大核心 2022年第3期230-236,共7页

低地球轨道航天器表面聚合物材料受中性大气原子氧和太阳远紫外辐照的同时作用,表现出不同于单一因素分别作用的协合效应。文章在总结现有地面试验设备参数和不足的基础上,分析原子氧注量、远紫外曝辐照度随在轨时间变化的计算方法和输... 低地球轨道航天器表面聚合物材料受中性大气原子氧和太阳远紫外辐照的同时作用,表现出不同于单一因素分别作用的协合效应。文章在总结现有地面试验设备参数和不足的基础上,分析原子氧注量、远紫外曝辐照度随在轨时间变化的计算方法和输入数据特性,并以正立方体卫星为例计算得到典型轨道不同太阳活动环境下迎风面和非迎风面的原子氧注量和远紫外曝辐照度,以及远紫外曝辐照度/原子氧注量之比(注量比)随在轨时间的变化后,提出将该注量比参数作为有关地面试验条件制定的依据之一,以提高航天器外露材料原子氧-远紫外协合效应地面试验模拟的有效性。 展开更多

关键词 原子氧 远紫外辐照 协合效应 地面试验

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宇宙尘星载原位探测技术研究 被引量：2

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作者 焦子龙 姜利祥 +3 位作者 李涛 孙继鹏 黄建国 朱云飞 《装备环境工程》 CAS 2018年第5期72-78,共7页

对宇宙尘探测的历史及主要探测技术进行了调研分析总结,介绍了电离型、压电型、电容型、电阻型、半导体型、质谱型等探测方法以及探测技术的发展,包括复合探测技术及大面积探测方法。基于我国宇宙尘探测技术所开展的研究工作还较少的现... 对宇宙尘探测的历史及主要探测技术进行了调研分析总结,介绍了电离型、压电型、电容型、电阻型、半导体型、质谱型等探测方法以及探测技术的发展,包括复合探测技术及大面积探测方法。基于我国宇宙尘探测技术所开展的研究工作还较少的现状,提出应在深空探测任务规划的基础上加快开展相关宇宙尘星载原位探测技术的研究储备,针对复合式探测技术及大面积探测方法等方面开展研究的建议。 展开更多

关键词 宇宙尘 撞击效应 等离子体

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