[发明专利]基于反作用力矩的空间转动机构地面综合试验验证方法

摘要

本发明公开了一种基于反作用力矩的空间转动机构地面综合试验验证方法，即在地面模拟具有力矩输出特性的空间转动机构在轨工作时所受到的真空、温度、自身加电工作的电载荷、自身力矩输出时受到的反作用力矩、卫星平台调姿角速度在产品上的耦合力矩及微重力等载荷条件，制定相应的试验矩阵，确定不同试验工况的环境温度、产品框架转速及转台转速，得到综合试验剖面，然后确定热真空试验条件，再确定运动试验条件，分别确定正常运动试验条件、拉偏运动试验条件、温度循环运动条件对应的热真空工况、实施时机、实施次数以及相应的转台转速和产品框架转速的组合等。本发明通过上述试验条件的制定，进一步发现该类产品的潜在薄弱环节，达到提高产品寿命和可靠性的目的。

主权项

1.基于反作用力矩的空间转动机构地面综合试验方法，包括以下步骤：a.制定试验矩阵空间转动机构的环境应力水平按照分级步进、逐步提高的原则施加，逐步逼近产品的工作极限应力，按照试验工况、环境温度、框架转速、转台转速依次作为参数，制定试验矩阵；b.确定热真空试验条件热真空试验试验的热真空试验条件如下：1)环境压力：不高于1.3×10‑3Pa；2)试验温度：基准温度：产品在轨服役时的环境温度；低温步进温度：低温步进的初始台阶温度应不低于产品最低预示温度，最终台阶温度应至少在鉴定级低温的基础上外扩5℃，温度台阶取5℃；高温步进温度：低温步进的初始台阶温度应不高于产品最低预示温度，最终台阶温度应至少在鉴定级低温的基础上外扩5℃，温度台阶取5℃；热循环温度：热循环阶段的高低温分别为高温步进温度的最高温和低温步进温度的最低温；或经过温度步进试验后确定的产品连续稳定运行的最高温和最低温；3)温度允差：基准温度：‑2～+2℃；高温：0～+4℃；低温：‑4～0℃；4)变温速率：1～3℃/min；5)停留时间：温度循环阶段：产品到温保温足够时间后的运动时间应不低于4h，其余阶段在每个温度台阶的停留时间以保温足够时间后完成规定运动试验条件为准；6)冷启动/热启动时间：产品停机后，保持0.5h，然后冷启动/热启动；c.确定运动试验条件1)正常运动试验条件对应热真空工况：初始常温、第一低温步进、第一高温步进、末尾常温；实施时机：到温保温足够时间后，或冷启动/热启动测试完成后；实施次数：1次温度台阶；运动条件：转台转速和空间转动机构低速框架转子转速的遍历组合，其中，转台的最高转速应不超过在轨时卫星平台实际的最高调姿机动角速度，空间转动机构低速框架的最高转速应不超过在轨时产品实际的最高工作角速度，每一个转速状态的持续时间应长于产品在轨的最长连续工作时间；2)拉偏运动试验条件对应热真空工况：中间常温、第二低温步进、第二高温步进；实施时机：到温保温足够时间后；实施次数：1次温度台阶；运动条件：转台转速和空间转动机构低速框架转子转速的遍历组合，其中，空间转动机构低速框架的最高转速应包含低速框架的最高设计工作角速度，转台转速应在正常运动试验条件的基础上逐渐增加，直到产品状态出现异常；3)温度循环运动条件对应热真空工况：温度循环；实施时机：到温保温足够时间后，或冷启动/热启动测试完成后；运动条件：温度循环过程中，使空间转动机构框架转速始终保持在最大设计转速，转台转速按照一定的循环周期步进增加。