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第21章 推进系统设计基础 潘科炎 周景濂2

21.1 发展概况2

21.2 推进系统基础知识4

21.2.1 推进系统重要参数定义4

21.2.2 理想情况下推力室的重要参数的理论值7

21.3 推进系统分类和应用7

21.4 推进系统总体设计考虑13

21.4.1 推进系统要求13

21.4.2 推进系统确定16

21.4.3 推进剂预算20

21.5 推进系统的安全性与可靠性21

21.5.1 推进系统的安全性21

21.5.2 推进系统的可靠性28

参考文献39

第22章 冷气推进系统 张银玉40

22.1 概述40

22.2 冷气推进系统的定义和分类44

22.2.1 压缩气体冷气推进系统45

22.2.2 气化式冷气推进系统49

22.2.3 蓄压式冷气推进系统50

22.3 冷气推进系统的设计52

22.3.1 功能及其工作模式52

22.3.2 冷气推进剂的选择52

22.3.3 冷气推进系统的结构配置53

22.3.4 部件模块化设计54

22.4 冷气推进系统的主要部件57

22.4.1 推力器组件57

22.4.2 气体减压阀62

22.4.3 高压气瓶67

参考文献69

第23章 单组元推进系统 朱孝赉71

23.1 概述71

23.2 单组元推进系统设计73

23.2.1 自旋和双自旋稳定卫星的推进系统73

23.2.2 三轴稳定卫星的推进系统79

23.2.3 肼技术的扩大应用82

23.2.4 单组元肼推进剂87

23.3 推力器组件88

23.3.1 推力器基本特性88

23.3.2 推力器设计90

23.3.3 肼推力器的应用99

23.4 推进剂贮箱103

23.4.1 推进剂贮箱的分类103

23.4.2 表面张力推进剂管理装置和相关概念106

23.4.3 毛细结构的计算109

23.4.4 表面张力贮箱的地面模拟试验和基础试验111

23.5 自锁阀112

23.5.1 自锁阀分类113

23.5.2 结构特点115

参考文献117

第24章 双组元推进系统 边炳秀119

24.1 概述119

24.1.1 双组元推进系统的特点119

24.1.2 双组元推进系统的分类120

24.2 双组元推进剂的选择124

24.2.1 性能125

24.2.2 可使用性126

24.3 双组元推进系统总体设计130

24.3.1 双组元推进系统的构成130

24.3.2 双组元推进系统方案选择133

24.3.3 双组元推进系统配置的考虑因素134

24.3.4 双组元推进系统的性能136

24.3.5 双组元推进系统可靠性及寿命140

24.3.6 双组元推进系统的安全性142

24.3.7 双组元推进系统的设计143

24.4 推力器组件147

24.4.1 喷注器设计147

24.4.2 燃烧室设计152

24.4.3 喷管设计153

24.4.4 热设计155

24.4.5 材料选择158

24.4.6 典型的姿控发动机实例159

24.5 双组元推进系统的现状与展望164

24.5.1 现状164

24.5.2 展望164

参考文献171

第25章 电推进 成器174

25.1 概述174

25.2 基本概念178

25.2.1 能源178

25.2.2 分别供能的电推进系统179

25.2.3 变质量的影响181

25.2.4 功率要求及效率183

25.3 电推进系统的基本组成及分类183

25.3.1 电推进系统的基本组成183

25.3.2 电推进系统分类185

25.4 电推进系统的选用原则203

25.5 展望204

参考文献205

第26章 推进系统试验 张舜英206

26.1 概述206

26.2 发动机组件试验212

26.2.1 鉴定试验和寿命试验212

26.2.2 验收试验212

26.3 推进分系统试验212

26.3.1 推进分系统地面试验212

26.3.2 推进分系统装星后的地面验收试验213

26.3.3 推进分系统发射准备测试214

26.3.4 推进分系统储存寿命试验216

26.4 发动机组件试验设备217

26.4.1 发动机高空性能试验台218

26.4.2 发动机高空点火试验台225

26.4.3 发动机排气羽流效应试验台229

26.4.4 关键测量技术232

26.5 推力器试验的测试244

26.5.1 双组元推力器测试245

26.5.2 单组元姿控推力器测试247

参考文献249

第27章 飞轮系统基础 胡玉琛251

27.1 概述251

27.2 飞轮的工作原理及分类252

27.2.1 工作原理252

27.2.2 数学模型253

27.2.3 分类及组合256

27.3 飞轮在控制系统中的应用257

27.3.1 反作用飞轮257

27.3.2 偏置飞轮260

27.3.3 框架飞轮266

27.3.4 控制力矩陀螺（CMG）272

27.3.5 球飞轮（也称动量球）279

27.3.6 储能飞轮281

参考文献282

第28章 飞轮机构 卢靖华283

28.1 飞轮结构283

28.1.1 结构设计的一般问题283

28.1.2 动量飞轮和反作用飞轮287

28.1.3 框架动量轮和控制力矩陀螺290

28.2 飞轮轮体292

28.2.1 轮体构型和设计要求292

28.2.2 轮体设计方法297

28.2.3 轮体固有频率和阻尼设计303

28.2.4 可靠性和质量检验305

28.3 飞轮驱动电机306

28.3.1 飞轮驱动电机类型306

28.3.2 位置传感器和绕组结构308

28.3.3 三相Y形半桥式无刷直流电机311

28.4 飞轮支承和润滑319

28.4.1 固体润滑滚珠轴承319

28.4.2 油膜润滑滚珠轴承320

28.4.3 预载轴承对326

28.4.4 额定工作寿命330

28.4.5 磁轴承技术331

28.5 飞轮驱动及控制335

28.5.1 驱动电机和换向电路335

28.5.2 飞轮驱动电路340

28.5.3 飞轮控制方式343

参考文献362

第29章 飞轮机构实验 卢靖华363

29.1 飞轮技术参数363

29.1.1 主要性能参数363

29.1.2 系统应用指标365

29.2 工艺状态实验370

29.2.1 跑合371

29.2.2 滑行时间和平均摩擦力矩371

29.2.3 风阻力矩和真空度的确定372

29.2.4 轴承预载的选定376

29.3 产品实验378

29.3.1 飞轮调速特性和滑行特性378

29.3.2 电流控制特性379

29.3.3 系统实验379

29.4 环境试验和寿命试验380

参考文献381

第30章 其他执行机构 邵久豪382

30.1 概述382

30.2 章动阻尼器383

30.2.1 章动阻尼器的类型383

30.2.2 管—球型章动阻尼器387

30.2.3 试验装置和性能测试392

30.3 天平动阻尼器401

30.3.1 天平动阻尼器的组成及性能要求401

30.3.2 天平动阻尼器的类型402

30.3.3 磁悬浮球套球阻尼器404

30.4 磁力矩器410

30.4.1 磁力矩器的工作原理及种类410

30.4.2 空芯磁力矩器设计411

30.4.3 磁棒磁力矩器设计412

30.4.4 磁力矩器控制线路415

30.4.5 磁力矩器试验及测试416

30.5 重力梯度杆及伸杆机构418

30.5.1 可伸展杆及伸杆机构的类型及工作原理418

30.5.2 伸展杆的设计、制造和测试420

30.5.3 伸杆机构设计423

30.5.4 杆系统试验427

参考文献427

第31章 太阳电池阵驱动机构和天线指向机构 高星427

31.1 概述429

31.2 太阳电池阵驱动机构430

31.2.1 太阳电池阵驱动机构的发展现状431

31.2.2 太阳电池阵驱动机构的功能433

31.2.3 太阳电池阵驱动机构的组成及定向控制原理434

31.2.4 太阳电池阵驱动机构的通用技术要求436

31.2.5 设计原则和方案选择438

31.2.6 太阳电池阵驱动机构的工作模式450

31.2.7 主要技术问题451

31.2.8 专项试验454

31.2.9 两自由度（双轴）太阳电池阵驱动机构455

31.2.10 太阳电池阵驱动机构的发展趋势458

31.2.11 太阳电池阵驱动机构的故障实例459

31.3 天线指向机构461

31.3.1 天线指向机构的应用背景和发展现状461

31.3.2 天线指向机构的功能和组成464

31.3.3 天线指向机构的工作模式466

31.3.4 天线指向控制系统的设计考虑468

参考文献475