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美国的卫星推进剂技术展洪图
航天总公司五院与化学工业部联合组团,曾赴美国访问了TRW公司、国际器件公司(TRWCI)和太平洋科学公司的HICO/ROYCO分部。考察了美国长寿命卫星推进剂与材料相容性、推进剂预处理等有关技术。一、卫星研制的先驱者
考察团考察访问了位于洛杉矶的美国航天领域著名的TRW公司。该公司除主要从事航天工程外,还制造防御系统、信息系统和汽车配件。1994年,TRW公司已成为世界第三大航天工程公司,从事航天工程的员工有7500人,年收入在12亿美元左右。该公司几十年来一直为美国国防部研制军用卫星,其卫星长寿命、高可靠性等技术属世界领先水平。
位于加利福尼亚雷东多比奇(Redondo Beach,California)的TRW空间和电子集团是TRW公司从事航天技术工程的主体,主要从事:
军用和民用空间飞行器
·侦察卫星
·通信卫星
·科学试验卫星
空间飞行器电子技术
·有效载荷
·通信系统
·飞行器在轨管理
应用技术
·大功率激光器
·推进技术
几十年来,TRW公司共研制了180多颗卫星。在卫星长寿命、高可靠性等方面,TRW公司具有相当丰富的经验。目前,该公司主要为美国政府和国际客户制造通信卫星、侦察卫星、科学试验卫星、航天器有效载荷及分系统;以及称为奥德赛(Odyssey)的全球移动卫星电话系统。通过考察使我们感到,TRW不愧为卫星研制的先驱者。
二、加强国际合作,转向民用卫星市场
为了适应国际形势的变化,加强国际间商用卫星的合作研制,并开始向民用卫星市场发展,TRW国际器件公司(TRW COMPONENTS INTERNATIONAL Inc.即TRWCI)于1976年建立。它是TRW公司的一个对外窗口,专门从事与国际间航天领域的合作和国际商用卫星的开发。
TRWCI主要从事空间电器、电子、电磁元器件、流体部件和机械组件的生产;工程管理和质量保障;地面站等空间技术领域的活动。这种活动贯穿于从设计到空间运行管理的全过程中。TRWCI除从事卫星推进系统的研制开发外,还在推进系统部件工程、材料技术、化学分析、可靠性工程、热和动力分析等领域里也具有相当实力。
目前,TRWCI的空间技术合作伙伴有欧洲、俄罗斯、日本、韩国、中国、中国台湾、印度和加拿大等国家和地区。该公司参与了全球40多个空间计划的技术合作。在卫星推进技术领域,积累了例如火星旅行者、先驱者-F、先驱者-G、国际通信卫星-Ⅲ、数据中继星、DSCS-Ⅱ、FLTSATCOM、日本卫星、欧洲星、尤里卡和GRO等卫星研制的经验。
近年来,中国航天工业总公司与TRWCI合作密切,特别是在电子元器件方面。近几年开始探讨在卫星推进技术领域内合作的可能性。此次访问期间,TRWCI向考察团详细介绍了TRW及TRWCI在航天领域里各项科研、开发应用和发展情况,就卫星推进技术和可靠性技术与考察团成员进行了广泛的技术讨论,并表示希望在卫星推进技术领域里与中方开展合作。
三、卫星推进系统清洁处理技术
考察团与TRWCI有关专家和技术人员就卫星推进系统的推进剂系统清洁度等问题进行了认真的交流。了解到TRW公司对推进系统的清洁处理技术给予了高度重视,认为它是卫星推进系统长寿命高可靠性的关键,推进系统的清洁度控制要比单纯的推进剂与材料相容性问题更重要。以TRW公司有关技术人员为主编写的《美国军用标准MIL-STD-1774》“肼系统和部件的清洁处理规范”是单组元肼系统清洁度控制的指导性文件。TRW公司制造的单组元推进系统是严格按照此标准执行的,双组元系统的绝大多数部件也参照此标准执行。据此军标的编写者介绍,清洁度控制在工程实施中最关键的是“严格、一丝不苟地执行”标准。
四、卫星推进系统与推进剂相容性技术
TRW公司的专家认为,卫星推进系统的全系统与推进剂的相容性试验是必要的。单一材料的相容性试验不能代替系统的试验。特别是系统中阀门和管道采用了多种金属材料时,推进剂与系统的相容性受电化学因素的影响而变得复杂,更要认真对待。目前,美国的卫星推进系统推进剂管道和阀门较多地采用不锈钢材料,而不是一味地采用钛合金管道,也是基于推进系统尽可能采用单一相同材料来考虑的。
据TRW公司的专家介绍,TRW公司所进行的卫星推进系统全系统与推进剂相容性试验,没有按照1∶1的时间进行长期试验,只进行相对短期试验,以验证全系统性能及相容性。长期的全系统试验属于基础性研究项目,绝大多数安排在美国喷气推进实验室JPL和阿诺德工程研究中心进行。
五、颗粒计数系统技术
位于马里兰州的太平洋科学公司HICO/ROYCO分部(HIAC/ROYCO DIVISLON Pacific Scientific)是美国唯一研制生产颗粒计数系统的高科技公司,在研制生产颗粒计数系统方面已有30多年的历史,其产品被许多国际组织指定为认证产品。
考察团了解了HICO/ROYCO分部计数系统在卫星推进系统清洁度控制方面的应用情况和该公司新近研制的新型颗粒计数系统的性能价格情况。针对易挥发推进剂颗粒计数测量中的技术问题与HICO/ROYCO的专家进行了研讨。
据HICO/ROYCO的专家介绍,美国几家大的宇航公司在推进剂生产过程中都使用了颗粒计数系统进行清洁度控制,在颗粒计数和控制方面已有完备的技术规范。对于易挥发液体介质的颗粒计数问题,许多欧美国家的用户也遇到同样问题。HICO/ROYCO专家建议采用加压取样计数的方法来抑制介质的挥发汽化,并认为可使用现有型号颗粒计数取样器和传感器,以解决上述问题。对于推进剂气态腐蚀性介质的测量,HICO/ROYCO已在1996年就已研制出耐腐蚀性气体颗粒计数系统。
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