用于航天器磁矩補(bǔ)償?shù)姆椒?br> 【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于航天器磁矩補(bǔ)償?shù)姆椒?，主要包括確定補(bǔ)償磁體；確定磁矩補(bǔ)償值；選定合適的補(bǔ)償磁體；粘貼補(bǔ)償磁鐵等步驟，本發(fā)明的方法通過測(cè)量航天器磁矩補(bǔ)償前后的磁矩值，了解航天器磁矩補(bǔ)償?shù)男Ч?，并在給航天器附加額外少量負(fù)荷的情況下，可將航天器的磁矩值控制在期望的范圍內(nèi)。
【專利說明】用于航天器磁矩補(bǔ)償?shù)姆椒?br> 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于航天器的磁試驗(yàn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體來說，本發(fā)明涉及一種改變航天器的磁矩值，使之與希望值吻合的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于航天器結(jié)構(gòu)、功能的需要，航天器的某些部件需使用一些有磁性的材料，使得航天器具有一定的磁矩。航天器在長(zhǎng)期的軌道存留期間中，由于地磁場(chǎng)與其自身磁矩相互作用的累計(jì)，會(huì)對(duì)航天器的姿態(tài)造成較大的影響，例如對(duì)于自旋穩(wěn)定的航天器，這種作用會(huì)使其自旋軸發(fā)生進(jìn)動(dòng)，增加航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，從而使得航天器的可靠性降低。
[0003]另外，隨著我國(guó)航天技術(shù)的發(fā)展，長(zhǎng)壽命、高可靠是近期以及相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期研究的重點(diǎn)，航天器采用低功耗、高可靠性的磁姿態(tài)控制系統(tǒng)是目前國(guó)內(nèi)航天領(lǐng)域的熱點(diǎn)。對(duì)使用磁力矩器作為航天器姿控系統(tǒng)的補(bǔ)充以及直接使用磁力矩器對(duì)動(dòng)量輪進(jìn)行卸載的航天器，航天器自身的磁矩值會(huì)直接影響到磁力矩器控制的有效性。
[0004]航天器磁矩補(bǔ)償技術(shù)是航天器磁試驗(yàn)中一個(gè)非常重要的方面，是使航天器的磁矩值滿足設(shè)計(jì)要求的有效手段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種用于航天器磁矩補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ_定適用于航天器磁矩補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償磁體及磁矩補(bǔ)償?shù)牟僮鞣椒ā?br> [0006]一種用于航天器磁矩補(bǔ)償?shù)姆椒?，主要包括以下步驟:
[0007](I)確定補(bǔ)償磁體
[0008]補(bǔ)償磁鐵為高磁極化強(qiáng)度矯頑力(Hcl)的硬磁材料，其中:
[0009]a.硬磁材料的居里溫度(Tc)應(yīng)大于等于500K ；
[0010]b.硬磁材料的磁極化強(qiáng)度矯頑力(Hcl)應(yīng)大于等于800kA/m ；
[0011 ] c.硬磁材料的磁極化強(qiáng)度矯頑力的溫度系數(shù)a (Hcl)應(yīng)小于等于(λ 8%/K ；
[0012]補(bǔ)償磁體加工成不同規(guī)格的便于粘貼的條狀或片狀，包括IA.m2、0.8A.m2、
0.5A.m2、0.2A.m2、0.1A.m2,磁體應(yīng)標(biāo)注極化方向；
[0013](2)確定磁矩補(bǔ)償值
[0014]a.確定航天器磁矩分量的目標(biāo)指標(biāo)矢量Mi (i=x, y, z);
[0015]b.測(cè)量航天器在軌運(yùn)行的某個(gè)工作模式下的磁矩矢量值Mgi ;
[0016]c.若Mgi符合目標(biāo)指標(biāo)矢量，則無需磁矩補(bǔ)償，反之則補(bǔ)償磁體的期望矢量量值為 M1-Mgi (i=x, y, z)；
[0017](3)選定合適的補(bǔ)償磁體
[0018]a.在航天器主體外表面上遠(yuǎn)離易受磁性影響的部件和活動(dòng)部件之處，優(yōu)選靠近航天器腰帶附近為佳，確定適合粘貼補(bǔ)償磁鐵的區(qū)域；
[0019]b.根據(jù)步驟(2)中確定的期望矢量量值，在上述區(qū)域中確定補(bǔ)償磁體的極化方向并選定最接近所述期望矢量量值的補(bǔ)償磁體規(guī)格，補(bǔ)償磁體優(yōu)選應(yīng)選擇兩兩相同的成對(duì)組合；
[0020](4)粘貼補(bǔ)償磁體
[0021]a.用航天膠帶將補(bǔ)償磁體粘貼在航天器面板上；
[0022]b.每個(gè)分量的磁補(bǔ)償采用補(bǔ)償磁體成對(duì)地等量粘貼在相對(duì)面板對(duì)應(yīng)位置上；
[0023]c.同一面板上粘貼的不同極化方向的補(bǔ)償磁體應(yīng)相距IOcm以上；
[0024]d.對(duì)磁矩補(bǔ)償?shù)男ЧM(jìn)行磁矩測(cè)量確認(rèn)后，根據(jù)總裝工藝要求將補(bǔ)償磁體永久性固定。
[0025]其中，上述極化方向在補(bǔ)償磁鐵的長(zhǎng)軸方向上。
[0026]其中，同一面板上粘貼的不同極化方向的補(bǔ)償磁體應(yīng)相距IOcm以上；
[0027]其中，補(bǔ)償磁體應(yīng)選擇兩兩相同的成對(duì)組合。
[0028]本發(fā)明的方法通過測(cè)量航天器磁矩補(bǔ)償前后的磁矩值，可以了解航天器磁矩補(bǔ)償?shù)男Ч?。在給航天器附加額外少量負(fù)荷的情況下，可將航天器的磁矩值控制在期望的范圍內(nèi)。
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下介紹的是作為本發(fā)明所述內(nèi)容的【具體實(shí)施方式】，下面通過【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的所述內(nèi)容作進(jìn)一步的闡明。當(dāng)然，描述下列【具體實(shí)施方式】只為示例本發(fā)明的不同方面的內(nèi)容，而不應(yīng)理解為限制本發(fā)明范圍。
[0030]航天器磁矩補(bǔ)償是在被測(cè)試航天器的磁矩值不滿足試驗(yàn)依據(jù)文件(試驗(yàn)大綱、試驗(yàn)任務(wù)書等)所規(guī)定的磁矩指標(biāo)時(shí)進(jìn)行。磁矩補(bǔ)償采用在航天器特定位置粘貼補(bǔ)償磁體的方式，在原有航天器的磁矩上疊加上補(bǔ)償磁體的磁矩以達(dá)到補(bǔ)償后航天器的磁矩滿足設(shè)計(jì)要求的目的。
[0031](I)確定補(bǔ)償磁體
[0032]補(bǔ)償磁鐵為高磁極化強(qiáng)度矯頑力(Hcl)的硬磁材料，其中:
[0033]d.硬磁材料的居里溫度(Tc)應(yīng)大于等于500K ；
[0034]e.硬磁材料的磁極化強(qiáng)度矯頑力(Hcl)應(yīng)大于等于800kA/m ；
[0035]f.硬磁材料的磁極化強(qiáng)度矯頑力的溫度系數(shù)a (Hcl)應(yīng)小于等于0.8%/K ；
[0036]補(bǔ)償磁體加工成不同規(guī)格的便于粘貼的條狀或片狀，包括IA.m2、0.8A.m2、
0.5A.m2、0.2A.m2、0.1A.m2,磁體應(yīng)標(biāo)注極化方向，極化方向在長(zhǎng)軸方向；
[0037](2)確定磁矩補(bǔ)償值
[0038]a.確定航天器磁矩分量的目標(biāo)指標(biāo)矢量Mai (i=x, y, z);
[0039]b.測(cè)量航天器在軌運(yùn)行的某個(gè)工作模式下的磁矩矢量值Mi;
[0040]c.若Mi符合目標(biāo)指標(biāo)矢量，則無需磁矩補(bǔ)償，反之則補(bǔ)償磁體的期望矢量量值為M1-Mqi (i=x, y, z)；
[0041](3)選定合適的補(bǔ)償磁體
[0042]a.在航天器主體外表面上遠(yuǎn)離易受磁性影響的部件和活動(dòng)部件之處，優(yōu)選靠近航天器腰帶附近為佳，確定適合粘貼補(bǔ)償磁體的區(qū)域；
[0043]b.根據(jù)步驟(2)中確定的期望矢量量值，在上述區(qū)域中確定補(bǔ)償磁體的極化方向并選定最接近所述期望矢量量值的補(bǔ)償磁體規(guī)格，補(bǔ)償磁體優(yōu)選應(yīng)選擇兩兩相同的成對(duì)組合；
[0044](4)粘貼補(bǔ)償磁體
[0045]a.用航天膠帶將補(bǔ)償磁體粘貼在航天器面板上；
[0046]b.每個(gè)分量的磁補(bǔ)償米用補(bǔ)償磁體成對(duì)地等量粘貼在相對(duì)面板對(duì)應(yīng)位置上；
[0047]c.同一面板上粘貼的不同極化方向的補(bǔ)償磁鐵應(yīng)相距IOcm以上；
[0048]d.對(duì)磁矩補(bǔ)償?shù)男ЧM(jìn)行磁矩測(cè)量確認(rèn)后，根據(jù)總裝工藝要求將補(bǔ)償磁體永久性固定。
[0049]盡管上文對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了詳細(xì)的描述和說明，但應(yīng)該指明的是，我們可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行各種改變和修改，但這些都不脫離本發(fā)明的精神和所附的權(quán)利要求所記載的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于航天器磁矩補(bǔ)償?shù)姆椒?，主要包括以下步驟: (O確定補(bǔ)償磁體 補(bǔ)償磁體為高磁極化強(qiáng)度矯頑力(Hcl)的硬磁材料，其中: a.硬磁材料的居里溫度(Tc)應(yīng)大于等于500K； b.硬磁材料的磁極化強(qiáng)度矯頑力(Hcl)應(yīng)大于等于800kA/m； c.硬磁材料的磁極化強(qiáng)度矯頑力的溫度系數(shù)a(Hcl)應(yīng)小于等于0.8%/K ； 補(bǔ)償磁體加工成不同規(guī)格的便于粘貼的條狀或片狀，包括IA.m2、0.8A.m2、0.5A.m2、0.2A.m2、0.1A.m2，磁體應(yīng)標(biāo)注極化方向； (2)確定磁矩補(bǔ)償值 a.確定航天器磁矩分量的目標(biāo)指標(biāo)矢量Mi(i=x, y, z); b.測(cè)量航天器在軌運(yùn)行的某個(gè)工作模式下的磁矩矢量值Mgi; c.若Mgi符合目標(biāo)指標(biāo)矢量，則無需磁矩補(bǔ)償，反之則補(bǔ)償磁體的期望矢量量值為M1-Mgi (i=x, y, z)； (3)選定合適的補(bǔ)償磁體 a.在航天器主體外表面上 遠(yuǎn)離易受磁性影響的部件和活動(dòng)部件之處，優(yōu)選靠近航天器腰帶附近為佳，確定適合粘貼補(bǔ)償磁體的區(qū)域； b.根據(jù)步驟(2)中確定的期望矢量量值，在上述區(qū)域中確定補(bǔ)償磁體的極化方向并選定最接近所述期望矢量量值的補(bǔ)償磁體規(guī)格，補(bǔ)償磁體優(yōu)選應(yīng)選擇兩兩相同的成對(duì)組合； (4)粘貼補(bǔ)償磁鐵 a.用航天膠帶將補(bǔ)償磁體粘貼在航天器面板上； b.每個(gè)分量的磁補(bǔ)償采用補(bǔ)償磁體成對(duì)地等量粘貼在相對(duì)面板對(duì)應(yīng)位置上； c.同一面板上粘貼的不同極化方向的補(bǔ)償磁體應(yīng)相距IOcm以上； d.對(duì)磁矩補(bǔ)償?shù)男ЧM(jìn)行磁矩測(cè)量確認(rèn)后，根據(jù)總裝工藝要求將補(bǔ)償磁體永久性固定。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述極化方向在補(bǔ)償磁體的長(zhǎng)軸方向上。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，同一面板上粘貼的不同極化方向的補(bǔ)償磁體應(yīng)相距IOcm以上。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，補(bǔ)償磁體應(yīng)選擇兩兩相同的成對(duì)組合。
【文檔編號(hào)】B64G1/22GK103600853SQ201310606730
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】史堯宜, 肖琦, 耿曉磊, 王斌 申請(qǐng)人:北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所