航天器充电效应防护设计手册_PDF下载[151MB-百度云](美)亨利·加勒特(HenryB.G

本书特色

[

　　本书详细阐述了航天器充电效应的防护设计指南，包含由空间等离子体环境引起的表面充电以及由高能电子辐射环境引起的内部充电。书中还介绍了航天器充电效应的基本原理、引起充电的空间环境、试验及分析的方法等相关知识，并给出了大量图表数据和参考文献，以帮助读者更好地理解航天器充电效应。

]

内容简介

[

　　本书可作为工程用的工具书，供航天器设计师及产品研发人员使用，也可作为参考书，供从事空间环境效应研究的科研人员及相关专业的研究生使用。

]

作者简介

[

　　信太林，毕业于哈尔滨工业大学，现任上海卫星工程研究所副所长，航天科技集团公司学术技术带头人，享受政府特殊津贴。长期从事飞行器总体设计、空间环境及可靠性工作，曾获国防科学技术特等奖和一等奖各一项，部级科技进步三等奖两项，获国防专利三项，发表各类论文十余篇；张振龙，吉林大学学士、硕士，北京航空航天大学在职博士。中国科学院国家空间科学中心研究员，空间环境特殊效应实验室副主任，中国科学院大学岗位教授。长期从事空间环境效应研究及应用，曾主持国家重大专项、863计划等多项研究，曾为十余个卫星型号任务提供环境保障服务。

]

第1 章　绪论 ………………………………………………………… 1参考文献 …………………………………………………………… 5第2 章　充放电物理基础 …………………………………………… 621　物理概念 ……………………………………………………… 6211　等离子体 ………………………………………………… 6212　穿透 ……………………………………………………… 8213　电荷沉积 ……………………………………………… 11214　电导率与接地 ………………………………………… 11215　击穿电压 ……………………………………………… 12216　介电常数 ……………………………………………… 12217　屏蔽材料的密度 ……………………………………… 13218　可导致击穿的电子通量或注量 ……………………… 1322　电子环境 …………………………………………………… 14221　单位 …………………………………………………… 16222　亚暴环境说明 ………………………………………… 1623　航天器充电模型 …………………………………………… 18231　表面充电的物理过程 ………………………………… 18232　电介质充电的物理过程 ……………………………… 2024　放电特性 …………………………………………………… 21241　电介质表面击穿 ……………………………………… 23242　内部充电击穿 ………………………………………… 24243　航天器空间击穿 ……………………………………… 2525　耦合模型 …………………………………………………… 25251　集总单元模型 ………………………………………… 25252　电磁耦合模型 ………………………………………… 26参考文献 …………………………………………………………… 27第3章　航天器设计指南 …………………………………………… 3031　过程 ………………………………………………………… 30311　概述 …………………………………………………… 30312　设计 …………………………………………………… 32313　分析 …………………………………………………… 32314　试验 …………………………………………………… 32315　检验 …………………………………………………… 3332　设计指南 …………………………………………………… 33321　通用ｅｓｄ设计指南 …………………………………… 34322　表面ｅｓｄ设计指南（不包括太阳能电池阵） ……… 46323　内部ｅｓｄ设计指南 …………………………………… 48324　太阳能电池阵ｅｓｄ设计指南 ………………………… 51325　特殊情况下的ｅｓｄ设计指南 ………………………… 62参考文献 …………………………………………………………… 68第4章　航天器试验技术 …………………………………………… 7241　试验原理 …………………………………………………… 7242　参数模拟 …………………………………………………… 7443　通用试验方法 ……………………………………………… 75431　ｅｓｄ产生设备 ………………………………………… 75432　ｅｓｄ试验方法 ………………………………………… 79参考文献 …………………………………………………………… 87第5章　控制及监测技术 …………………………………………… 8851　航天器电荷主动控制 ……………………………………… 8852　环境及效应监测 …………………………………………… 89参考文献 …………………………………………………………… 90第6章　材料列表及说明 …………………………………………… 9161　电介质材料列表 …………………………………………… 9162　导电材料列表 ……………………………………………… 93参考文献 …………………………………………………………… 94附录ａ　术语表 ……………………………………………………… 95ａ1　常数和单位 ………………………………………………… 95ａ2　缩略词 ……………………………………………………… 97ａ3　名词………………………………………………………… 104ａ4　变量………………………………………………………… 106ａ5　符号………………………………………………………… 107附录ｂ　空间环境 ………………………………………………… 108ｂ1　空间环境介绍……………………………………………… 108ｂ11　空间环境的定量描述 ……………………………… 108ｂ12　数据来源……………………………………………… 112ｂ2　地球同步轨道环境………………………………………… 116ｂ21　地球同步轨道等离子体环境………………………… 116ｂ22　地球同步轨道高能粒子环境………………………… 121ｂ3　其他地球轨道环境………………………………………… 127ｂ31　ｍｅｏ ………………………………………………… 127ｂ32　ｐｅｏ …………………………………………………… 128ｂ33　莫尼亚轨道…………………………………………… 129ｂ4　其他空间环境……………………………………………… 129ｂ41　太阳风………………………………………………… 129ｂ42　地球、木星和土星磁层的对比……………………… 132参考文献 ………………………………………………………… 137附录ｃ　环境、电子输运及航天器充电计算程序 ………………… 140ｃ1　环境程序…………………………………………………… 140ｃ11　ａｅ8／ａｐ8 …………………………………………… 140ｃ12　ｃｒｒｅｓ ……………………………………………… 140ｃ13　内部充电通量模型（ｆｌｕｍｉｃ） …………………… 141ｃ14　ｇｉｒｅ／ｓａｔｒａｄ ……………………………………… 141ｃ15　地球物理与空间环境手册…………………………… 141ｃ16　ｌ2 带电粒子环境（ｌ2 ｃｐｅ） …………………… 141ｃ17　ｍｉｌｓｔｄ 1809，ｕｓａｆ空间飞行器的空间环境 …… 142ｃ18　地球同步轨道等离子体模型………………………… 142ｃ19　其他…………………………………………………… 142ｃ2　输运程序…………………………………………………… 142ｃ21　ｃｒｅｍｅ96 …………………………………………… 143ｃ22　ｅｇｓ4 ………………………………………………… 143ｃ23　ｇｅａｎｔ4 ………………………………………………… 143ｃ24　ｉｔｓ …………………………………………………… 144ｃ25　ｍｃｎｐ／ｍｃｎｐｅ ……………………………………… 144ｃ26　ｎｏｖｉｃｅ ……………………………………………… 145ｃ27　ｎｕｍｉｔ ……………………………………………… 145ｃ28　ｓｈｉｅｌｄｏｓｅ ………………………………………… 146ｃ29　ｓｐｅｎｖｉｓ／ｄｉｃｔａｔ …………………………………… 146ｃ210　ｔｒｉｍ ………………………………………………… 146·ⅷ· 航天器充电效应防护设计手册ｃ211　汇总 ………………………………………………… 147ｃ3　充电程序…………………………………………………… 147ｃ31　ｅｗｂ ………………………………………………… 147ｃ32　ｍｕｓｃａｔ ……………………………………………… 148ｃ33　ｎａｓｃａｐ 2ｋ及ｎａｓｃａｐ系列充电程序 …………… 148ｃ34　ｓｅｅ交互式航天器充电手册………………………… 149ｃ35　ｓｐｉｓ …………………………………………………… 149参考文献 ………………………………………………………… 150附录ｄ　内部充电分析 …………………………………………… 154ｄ1　电介质充电的物理原理…………………………………… 154ｄ2　内部充电简单分析………………………………………… 156ｄ3　详细分析…………………………………………………… 158ｄ4　航天器级分析……………………………………………… 158ｄ41　剂量与通量之间的转换……………………………… 159参考文献 ………………………………………………………… 160附录ｅ　试验方法 ………………………………………………… 161ｅ1　电子束试验………………………………………………… 161ｅ2　绝缘强度／击穿电压 ……………………………………… 163ｅ3　电阻率／电导率的确定 …………………………………… 163ｅ4　体电阻率的简单测量方法………………………………… 164ｅ5　基于电子束的电阻率试验方法…………………………… 165ｅ6　非接触式电位计电阻率测量方法………………………… 166ｅ7　介电常数、时间常数……………………………………… 167ｅ8　ｖｚａｐ试验 ………………………………………………… 169ｅ9　脉冲干扰试验……………………………………………… 170ｅ10　部件／组件试验…………………………………………… 173ｅ11　表面充电ｅｓｄ试验环境 ………………………………… 173ｅ12　系统级航天器内部ｅｓｄ试验 …………………………… 173参考文献 ………………………………………………………… 174附录ｆ　旅行者号ｓｅｍｃａｐ分析 ………………………………… 175参考文献 ………………………………………………………… 176附录ｇ　用于航天器表面充电简单分析的方程…………………… 177参考文献 ………………………………………………………… 180附录ｈ　电路板空白区域防充电设计原理 ……………………… 181参考文献 ………………………………………………………… 184附录ｉ　地球同步轨道*恶劣环境的附加描述…………………… 185参考文献 ………………………………………………………… 187附录ｊ　航天器充电相关重要文献………………………………… 188ｊ1　美国官方文档 ……………………………………………… 188ｊ11　ｄｏｄ …………………………………………………… 188ｊ12　ｎａｓａ ………………………………………………… 190ｊ2　非美国官方文档 …………………………………………… 191ｊ21　美国材料试验协会（ａｓｔｍ） ……………………… 191ｊ22　欧洲空间标准合作组织（ｅｃｓｓ） …………………… 192ｊ23　欧洲空间研究和技术中心 …………………………… 192ｊ24　日本宇宙航空研究开发机构（ｊａｘａ） …………… 192ｊ25　其他 …………………………………………………… 193