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『簡體書』国之重器出版工程 航天器电源技术

書城自編碼: 3203945
分類: 簡體書→大陸圖書→工業技術航空/航天
作者: 陈琦 刘治钢 张晓峰 付林春 等 编著
國際書號(ISBN): 9787568256162
出版社: 北京理工大学出版社
出版日期: 2018-05-01
版次: 1

書度/開本: 16开 釘裝: 平装

售價:NT$ 774

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編輯推薦:
1.展现了我国空间科学技术的众多原创性科研成果。
2.反映互联网 与航天技术的融合发展。
3.体现我国空间探索和空间应用的科技创新能力。
4.丛书由叶培建院士领衔,孙家栋、闵桂荣、王希季三位院士联袂推荐。
5.力图为研究和设计的人员提供新的设计思路和方法。
內容簡介:
本书系统介绍了国内外航天器电源技术的*进展,重点梳理了国内外通信、导航、遥感、载人航天、深空探测领域典型航天器平台电源系统设计案例,系统介绍了各领域航天器电源系统的拓扑结构和关键技术,使读者能够全面理解航天器电源系统。系统梳理了我国航天器工程项目中电源系统可靠性与安全性设计、风险分析与控制、测试与试验、在轨管理等方面的经验、流程及设计方法,使读者能够了解航天工程一线的知识沉淀,对读者的学习、工作产生启发。*后通过梳理未来航天器发展对航天器电源技术的需求,介绍了高压大功率电源、空间核电源、无线能量传输、能源互联网等新型电源系统与技术,指出了未来航天器电源系统发展趋势。
本书立足于航天器电源系统总体设计,强调航天器电源系统性技术和工程应用经验凝练和总结。可作为高等院校宇航相关专业学生的教学参考书,也可供从事宇航工程、航天器总体设计及有关专业的科技人员参考。
關於作者:
陈琦,博士,研究员,现任中国空间技术研究院总体部副部长,中国宇航学会空间能源专业委员会委员。研究方向为航天器电源系统设计、空间能源技术发展规划。作为主任设计师主持完成以海洋二号、资源系列为代表的10余颗卫星电源分系统研制。作为项目负责人主持完成多项民用航天和装备预研项目。2014年获中国航天基金奖,2015年获国防科学技术进步一等奖、中国航天科技集团科学技术进步一等奖。曾出版译著《航天器电源系统》1部,在国内外学术期刊发表论文30余篇,授权国家发明专利10余项。
刘治钢,博士,高级工程师,现任职于中国空间技术研究院总体部。主要从事航天器供配电系统设计、大功率航天器能源管理、近场无线传能技术等工作。曾先后参加嫦娥五号飞行试验器、火星探测器供配电分系统研制。主持多项国防科技创新特区、装备预研共用技术和航天领域预研专用技术项目。在国内外学术期刊发表论文20余篇,授权国家发明专利10余项、软件著作权5项。
张晓峰,硕士,高级工程师,现任职于中国空间技术研究院总体部。主要从事航天器电源系统总体设计、空间分布式能源控制与互联等工作。曾先后参加北斗二号、北斗三号、空间基础设施等型号电源分系统研制工作。主持1项国防基础科研重点项目,参与多项民用航天、装备预研项目。2013年获军队科技进步二等奖,在国内外学术期刊发表论文20余篇,授权国家发明专利5项、软件著作权3项。
付林春,硕士,高级工程师,现任职于中国空间技术研究院总体部。主要从事航天器电源系统设计、空间能源技术发展规划等工作。作为主任设计师主持完成北斗二号供配电分系统研制,作为项目负责人主持完成多项民用航天和总装可靠性研究项目。2015年获国防科学技术进步三等奖。在国内外学术期刊发表论文10余篇,授权国家发明专利10余项。
目錄
第 一篇 航天器电源系统设计
第 1 章 绪论 003
 1.1 定义和功能 004
 1.2 电源系统的分类和组成 006
 1.2.1 分类 006
 1.2.2 组成 007
 1.3 一次电源系统 008
 1.3.1 发电技术 008
 1.3.2 储能技术 016
 1.3.3 电源控制技术 023
 1.4 总体电路系统 025
 1.4.1 配电体制 025
 1.4.2 总体电路的任务及组成 026
 1.4.3 过流保护技术 026
 1.5 航天器电源系统研制流程 029
 1.5.1 研制阶段 029
 1.5.2 研制流程 032
 1.6 电源系统评价 035
 1.7 我国航天器电源发展 037
 1.7.1 航天器电源技术发展 037
 1.7.2 航天器配电和总体电路技术发展 040
第 2 章 一次电源系统设计 043
 2.1 设计依据与约束 044
 2.1.1 空间环境及影响 046
 2.1.2 飞行任务 052
 2.1.3 航天器电源系统设计相互制约的因素 053
 2.1.4 飞行程序 054
 2.1.5 光照条件 054
 2.1.6 载荷配置与负载特性 059
 2.2 电源系统的拓扑结构 061
 2.2.1 母线电压 061
 2.2.2 母线体制 062
 2.2.3 太阳电池阵功率调节 064
 2.2.4 能量传输方式 069
 2.2.5 母线电压调节方式 070
 2.2.6 太阳电池阵布装 074
 2.3 电源系统设计与计算 078
 2.3.1 太阳电池阵 078
 2.3.2 蓄电池组 083
 2.3.3 电源控制装置 089
 2.3.4 能量平衡分析 092
第3 章 总体电路系统设计 101
 3.1 概述 102
 3.2 工作环境及约束 103
 3.2.1 电磁环境 103
 3.2.2 力学环境 104
 3.2.3 热环境 105
 3.2.4 空间环境 105
 3.2.5 其他环境 105
 3.3 系统设计 107
 3.3.1 负载供电优先级设计 109
 3.3.2 配电母线体制设计 109
 3.3.3 配电母线控制设计 110
 3.3.4 母线保护设计 114
 3.4 接地与搭接设计 119
 3.4.1 接地系统设计 119
 3.4.2 航天器接地与搭接设计 120
 3.4.3 航天器接地与搭接设计示例 121
 3.5 总体电路接口设计 124
 3.5.1 概述 124
 3.5.2 星器 箭接口设计 124
 3.5.3 星器 地接口设计 125
 3.5.4 其他关键接口设计 126
 3.6 总体电路设计 127
 3.6.1 配电管理器 127
 3.6.2 火工品管理器 131
 3.6.3 电缆网 133
第二篇 航天器电源系统可靠性设计与测试
第4 章 电源系统可靠性与安全性设计 147
 4.1 设计概述 148
 4.2 可靠性定量指标的预计与分配 152
 4.2.1 可靠性模型建立 152
 4.2.2 可靠性预计 153
 4.2.3 可靠性分配 154
 4.3 热设计和抗力学环境设计 155
 4.3.1 热设计 155
 4.3.2 抗力学环境设计 157
 4.4 降额和冗余裕度设计 159
 4.4.1 降额设计 159
 4.4.2 冗余设计 160
 4.4.3 裕度设计 161
 4.5 电磁兼容和防静电放电设计 163
 4.5.1 电磁兼容设计 163
 4.5.2 防静电放电设计 164
 4.6 抗辐射设计 167
 4.6.1 太阳电池阵抗辐射设计 168
 4.6.2 电子设备抗辐射设计 169
 4.7 供电安全设计 171
 4.7.1 一般原则 171
 4.7.2 蓄电池组安全设计 172
 4.7.3 总体电路安全设计 173
 4.7.4 综合测试安全设计 173
第5 章 电源系统技术风险分析与控制 175
 5.1 技术风险概述 176
 5.1.1 技术风险策划 177
 5.1.2 技术风险识别与评价 179
 5.1.3 技术风险应对 179
 5.1.4 技术风险监控 180
 5.2 技术风险分析与控制项目 182
 5.2.1 任务分析 182
 5.2.2 关键特性识别和设计裕度量化分析 184
 5.2.3 接口匹配性分析 185
 5.2.4 抗单粒子防护和供电安全措施有效性分析 186
 5.2.5 故障模式危害性分析 186
 5.2.6 故障预案充分性及其验证情况分析 188
第6 章 电源系统性能、测试与环境试验 189
 6.1 电源系统性能 190
 6.1.1 太阳电池阵 190
 6.1.2 蓄电池组 191
 6.1.3 电源控制装置 192
 6.1.4 配电器 194
 6.1.5 一次母线 194
 6.2 电源系统测试技术 196
 6.2.1 测试设备 196
 6.2.2 单机设备测试 197
 6.2.3 系统测试 209
 6.3 电源系统环境试验 216
 6.3.1 电源控制器、配电器的热试验 217
 6.3.2 太阳电池阵的静电放电试验 220
 6.3.3 蓄电池的安全试验 225
第7 章 电源系统在轨运行与管理 229
 7.1 在轨运行 230
 7.1.1 飞控和在轨测试 230
 7.1.2 遥控指令管理 231
 7.1.3 遥测参数分析 231
 7.1.4 常规操作 232
 7.2 蓄电池组在轨管理 233
 7.2.1 镉镍蓄电池组在轨管理 233
 7.2.2 氢镍蓄电池组在轨管理 237
 7.2.3 锂离子蓄电池组在轨管理 243
 7.3 电源系统关键特性变化趋势分析 249
 7.3.1 太阳电池阵输出功率变化趋势 249
 7.3.2 蓄电池组性能变化趋势 254
第8 章 电源系统自主管理 258
 8.1 电源系统故障概述 259
 8.2 电源系统故障模式 263
 8.2.1 太阳电池阵故障 263
 8.2.2 蓄电池组故障 265
 8.2.3 电源控制装置故障 267
 8.2.4 配电开关与电缆 269
 8.3 电源系统故障诊断 271
 8.3.1 故障诊断技术 271
 8.3.2 特征模型建模基本方法 272
 8.4 自主管理系统设计 274
 8.4.1 自主管理范围与定义 274
 8.4.2 自主管理总体设计 276
 8.4.3 三种控制回路的应用 281
 8.4.4 能源动态调度管理技术 283
 8.5 发展趋势 288
第三篇 航天器电源系统设计示例
第9 章 通信卫星电源系统设计示例 291
 9.1 通信卫星电源系统特点 292
 9.2 国外通信卫星电源系统 293
 9.2.1 阿耳忒弥斯卫星 293
 9.2.2 欧洲通信卫星公司W3A 卫星 297
 9.2.3 阿尔法卫星 300
 9.3 通信卫星电源系统设计举例 304
 9.3.1 设计条件 304
 9.3.2 系统设计 305
 9.3.3 太阳电池阵设计 305
 9.3.4 蓄电池组设计 307
 9.3.5 电源控制设备设计 307
第 10 章 导航卫星电源系统设计示例 309
 10.1 导航卫星电源系统特点 310
 10.2 国外导航卫星电源系统 312
 10.2.1 GPSⅢ试验卫星 312
 10.2.2 伽利略AB 试验卫星 313
 10.3 MEO 轨道导航卫星电源系统设计举例 318
 10.3.1 设计条件 318
 10.3.2 系统设计 319
 10.3.3 太阳电池阵设计 320
 10.3.4 蓄电池组设计 322
 10.3.5 电源控制设备设计 323
第 11 章 遥感卫星电源系统设计示例 327
 11.1 遥感卫星电源系统特点 328
 11.2 国外遥感卫星电源系统 330
 11.2.1 地中海盆地观测小卫星CosmoGSkymed 330
 11.2.2 法国遥感卫星Pleiades卫星 332
 11.3 遥感卫星电源系统设计举例 336
 11.4 设计条件 337
 11.4.1 系统设计 337
 11.4.2 太阳电池阵设计 338
 11.4.3 蓄电池组设计 340
 11.4.4 电源控制设备设计 342
第 12 章 载人航天器电源系统设计示例 345
 12.1 载人航天器电源系统特点 346
 12.2 国外载人航天器电源系统 348
 12.2.1 国际空间站 348
 12.2.2 阿波罗 飞船 350
 12.3 载人航天器电源系统设计举例 353
 12.3.1 设计条件 353
 12.3.2 系统设计 354
 12.3.3 太阳电池阵设计 356
 12.3.4 蓄电池组及充电管理 356
 12.3.5 电源控制与管理 356
 12.3.6 配电系统设计 357
 12.3.7 组合体并网供电方案 358
第 13 章 深空探测器电源系统设计示例 359
 13.1 深空探测器电源系统特点 360
 13.1.1 地内天体探测 361
 13.1.2 地外天体探测 363
 13.2 国外深空探测器电源系统 367
 13.2.1 ESA 火星快车 367
 13.2.2 NASA 好奇号 369
 13.2.3 NASA 黎明号 小行星探测器 372
 13.3 嫦娥三号 探测器电源系统设计举例 377
 13.3.1 设计要求 377
 13.3.2 系统设计 378
 13.3.3 着陆器太阳电池阵设计 380
 13.3.4 着陆器蓄电池组设计 383
 13.3.5 着陆器电源控制设计 384
 13.3.6 休眠唤醒设计 385
 13.3.7 多器间能源复用设计技术 385
第四篇 空间电源发展趋势及新型电源系统
第 14 章 空间任务需求及电源发展趋势 391
 14.1 概述 392
 14.2 未来空间任务需求 393
 14.2.1 遥感领域需求 393
 14.2.2 导航与通信领域需求 393
 14.2.3 深空探测领域需求 394
 14.2.4 载人航天领域需求 394
 14.2.5 微小卫星领域需求 395
 14.3 空间电源发展趋势 396
 14.3.1 高压大功率 396
 14.3.2 多负载特性匹配能力 397
 14.3.3 智能自主管理 397
 14.3.4 复杂任务及环境适应能力 398
 14.3.5 小型化、模块化、集约化 398
 14.3.6 可扩展、可维护 399
第 15 章 空间新型电源系统与技术 400
 15.1 高压大功率电源系统 401
 15.1.1 概述 401
 15.1.2 研究与应用现状 402
 15.1.3 关键技术 404
 15.2 无线能量传输技术 409
 15.2.1 概述 409
 15.2.2 基本原理 411
 15.2.3 研究现状及关键技术 416
 15.2.4 航天应用前景 422
 15.3 空间核电源 424
 15.3.1 概述 424
 15.3.2 研究与应用现状 426
 15.3.3 关键技术 429
 15.4 空间太阳能电站 433
 15.4.1 概述 433
 15.4.2 空间太阳能电站电源系统研究情况 434
 15.4.3 空间太阳能电站关键技术 437
 15.4.4 空间太阳能电站电能管理需求及发展路线 438
 15.5 微纳卫星电源系统 441
 15.5.1 概述 441
 15.5.2 关键技术 443
 15.5.3 应用及发展趋势 447
 15.6 空间能源互联系统 452
 15.6.1 概述 452
 15.6.2 能源互联研究现状及空间发展目标 453
 15.6.3 空间能源互联关键技术 455
 15.6.4 空间能源互联构想 457
参考文献 461
缩略语 468
索引 472

 

 

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