陳金明，李春楊，付仕明

（1. 北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所，北京100094；2. 中國(guó)空間技術(shù)研究院 載人航天總體部，北京 100094）

0 引言

美國(guó)航空航天局的約翰遜空間中心、加拿大航天局和意大利航天局針對(duì)國(guó)際空間站研制任務(wù)，為國(guó)際空間站組件的結(jié)構(gòu)模擬件和飛行件鑒定環(huán)境試驗(yàn)與驗(yàn)收環(huán)境試驗(yàn)提出了統(tǒng)一的試驗(yàn)要求[1]。該環(huán)境試驗(yàn)要求除了詳細(xì)規(guī)定組件的結(jié)構(gòu)模擬件和飛行件的主要試驗(yàn)內(nèi)容、試驗(yàn)程序及試驗(yàn)條件允許偏差之外，對(duì)飛行件的飛行試驗(yàn)也作了規(guī)定。同時(shí)還對(duì)參試人員的知識(shí)和技能提出了明確要求。

除了美國(guó)、加拿大和意大利所承擔(dān)的國(guó)際空間站各系統(tǒng)、各艙段須采用本試驗(yàn)要求外，其余成員國(guó)所承擔(dān)的系統(tǒng)、艙室也應(yīng)優(yōu)先考慮本要求所作出的各種規(guī)定。

1 試驗(yàn)條件允許偏差

國(guó)際空間站組件的環(huán)境試驗(yàn)條件允許偏差見表1。

表1 試驗(yàn)條件最大允許偏差Table 1 Maximum allowable tolerances on test conditions

續(xù)表1

該試驗(yàn)條件允許偏差與 GJB 1027A—2005[2]在以下方面存在差異：

1）溫度條件。國(guó)際空間站的試驗(yàn)溫度允許偏差為±3 ℃，而GJB 1027A—2005試驗(yàn)低溫允許偏差為 0～+4 ℃，高溫允許偏差為-4～0 ℃?？梢?，國(guó)際空間站的試驗(yàn)溫度允許偏差比GJB 1027A—2005要嚴(yán)格。

2）振動(dòng)頻率條件。國(guó)際空間站振動(dòng)試驗(yàn)的頻率允許偏差分成兩個(gè)部分，即≥25 Hz時(shí)為±2%、＜25 Hz 時(shí)為±0.25 Hz，而GJB 1027A—2005振動(dòng)試驗(yàn)頻率允許偏差為±2%。

3）對(duì)于隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)和噪聲試驗(yàn)，國(guó)際空間站的試驗(yàn)條件允許偏差比GJB 1027A—2005要稍嚴(yán)一些。

2 鑒定試驗(yàn)

國(guó)際空間站組件鑒定試驗(yàn)包括部組件鑒定試驗(yàn)、結(jié)構(gòu)模擬件鑒定試驗(yàn)和飛行件鑒定試驗(yàn)3部分。

2.1 部組件鑒定試驗(yàn)

國(guó)際空間站部組件鑒定試驗(yàn)的基線內(nèi)容見表2。如果部組件由多種類型單機(jī)產(chǎn)品組成，則需要對(duì)每種產(chǎn)品類型進(jìn)行試驗(yàn)。

表2 國(guó)際空間站部組件鑒定試驗(yàn)基線Table 2 Component qualification tests of International Space Station

表3列出了GJB 1027A—2005標(biāo)準(zhǔn)部組件鑒 定試驗(yàn)基線內(nèi)容，共包括15項(xiàng)。

表3 GJB 1027A—2005部組件鑒定試驗(yàn)基線Table 3 Component qualification tests of GJB 1027A—2005

經(jīng)表2和表3的對(duì)比，兩者的主要差異為：

1）國(guó)際空間站部組件試驗(yàn)要求認(rèn)為濕度試驗(yàn)是不需要做的，而GJB 1027A—2005則把氣候試驗(yàn)當(dāng)作“經(jīng)評(píng)價(jià)要求做的”試驗(yàn)，但沒有濕度試驗(yàn)。

2）國(guó)際空間站部組件鑒定試驗(yàn)包括泄/復(fù)壓試驗(yàn)和電暈放電試驗(yàn)，但GJB 1027A—2005部組件鑒定試驗(yàn)不包括這2項(xiàng)試驗(yàn)。

3）GJB 1027A—2005部組件鑒定試驗(yàn)包括檢查、爆破壓力和磁試驗(yàn)，但國(guó)際空間站部組件鑒定試驗(yàn)不包含這3項(xiàng)試驗(yàn)。

2.2 結(jié)構(gòu)模擬件鑒定試驗(yàn)

結(jié)構(gòu)模擬件鑒定試驗(yàn)包括靜力試驗(yàn)和模態(tài)試驗(yàn)。

靜力試驗(yàn)以驗(yàn)證結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度和剛度要求的能力，并具有設(shè)計(jì)冗余以承受在工作壽命期內(nèi)發(fā)生的最大載荷。

模態(tài)試驗(yàn)用來確認(rèn)或驗(yàn)證分析中所提出的動(dòng)力學(xué)模型，驗(yàn)證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效性。

2.3 飛行件鑒定試驗(yàn)

飛行件鑒定試驗(yàn)主要包括功能試驗(yàn)、電磁兼容試驗(yàn)、噪聲試驗(yàn)、壓力/漏率測(cè)試4項(xiàng)。

執(zhí)行鑒定試驗(yàn)的飛行件一般不進(jìn)行發(fā)射。對(duì)于不能單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)的飛行件，可用模擬件代替。如果飛行件能用面板數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行控制，則可把飛行軟件植入控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)。

3 驗(yàn)收試驗(yàn)

國(guó)際空間站部組件驗(yàn)收試驗(yàn)主要包括部組件驗(yàn)收試驗(yàn)和飛行件驗(yàn)收試驗(yàn)。

3.1 部組件驗(yàn)收試驗(yàn)

國(guó)際空間站的部組件驗(yàn)收試驗(yàn)基線內(nèi)容見表4。如果部組件由多種類型單機(jī)產(chǎn)品組成，則需要對(duì)每種產(chǎn)品類型進(jìn)行試驗(yàn)。

表4 國(guó)際空間站部組件驗(yàn)收試驗(yàn)基線Table 4 Component acceptance tests of International Space Station

表5列出了GJB 1027A—2005部組件驗(yàn)收試 驗(yàn)基線內(nèi)容，共包括13項(xiàng)。

表5 GJB 1027A—2005部組件驗(yàn)收試驗(yàn)基線Table 5 Component acceptance tests of GJB 1027A—2005

經(jīng)表4和表5的對(duì)比，兩者的主要差異為：

1）國(guó)際空間站部組件驗(yàn)收試驗(yàn)包括老化、耐氧和電暈放電試驗(yàn)，但GJB 1027A—2005部組件驗(yàn)收試驗(yàn)不包含這3項(xiàng)試驗(yàn)。

2）GJB 1027A—2005部組件驗(yàn)收試驗(yàn)包括檢查、磨合、檢驗(yàn)載荷、電磁兼容和磁試驗(yàn)，但國(guó)際空間站部組件驗(yàn)收試驗(yàn)不包含這5項(xiàng)試驗(yàn)。

3.2 飛行件驗(yàn)收試驗(yàn)

飛行件需要驗(yàn)證操作需求，也要驗(yàn)證功能和性能需求[3-5]。飛行件驗(yàn)收試驗(yàn)包括功能試驗(yàn)、電磁兼容試驗(yàn)、壓力/漏率測(cè)試、毒氣釋放試驗(yàn)、噪聲試驗(yàn)、質(zhì)量特性測(cè)試等6項(xiàng)。

4 飛行試驗(yàn)

國(guó)際空間站組件飛行試驗(yàn)包括鑒定組件的飛行試驗(yàn)和飛行件的鑒定飛行試驗(yàn)。

當(dāng)直接用鑒定組件進(jìn)行飛行試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)對(duì)鑒定組件的試驗(yàn)要求進(jìn)行適當(dāng)修改，降低其應(yīng)力量級(jí)。對(duì)于裝配了鑒定組件的飛行件，也要進(jìn)行相同的飛行試驗(yàn)，即可以按照驗(yàn)收要求或與本文要求一致作原型飛行試驗(yàn)。

飛行件的鑒定飛行試驗(yàn)應(yīng)降低鑒定試驗(yàn)量級(jí)和縮短試驗(yàn)時(shí)間。裝入該飛行件的所有部組件應(yīng)經(jīng)過了原型飛行試驗(yàn)或地面鑒定試驗(yàn)和驗(yàn)收試驗(yàn)。

5 結(jié)束語

針對(duì)國(guó)際空間站研制任務(wù)，成員國(guó)制定了詳細(xì)且嚴(yán)格的組件環(huán)境試驗(yàn)要求，并對(duì)該要求進(jìn)行了多次修訂。經(jīng)過調(diào)研分析，我們認(rèn)為以下幾方面值得借鑒：

1）把組件泄漏率測(cè)試和組件質(zhì)量特性測(cè)試歸入環(huán)境試驗(yàn)要求并對(duì)檢測(cè)方法進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)定和說明；2）國(guó)際空間站的組件環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)參數(shù)大部分與我國(guó)GJB 1027A—2005所規(guī)定的相同，只有一小部分稍有差別；3）針對(duì)國(guó)際空間站工作特點(diǎn)，制定了氧氣兼容（耐氧）試驗(yàn)和毒氣釋放試驗(yàn)要求；4）對(duì)飛行試驗(yàn)和再試驗(yàn)制定了相應(yīng)的要求；5）為降低研制成本和加快研制速度，制定了非關(guān)重件試驗(yàn)要求。

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[1] Johnson Space Center. Qualification and acceptance environmental test requirements: International Space Station program[S]. Revision U. National Aeronautics and Space Administration International Space Station Program, 2003-03-28

[2] GJB 1027A—2005 運(yùn)載器、上面級(jí)、航天器試驗(yàn)要求[S], 2005-12-12

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