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《衛(wèi)星在軌失效統(tǒng)計(jì)分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、第19卷第4期航天器工程Vo1．19NO．42010年7月SPACECRAFTENGINEERING41衛(wèi)星在軌失效統(tǒng)計(jì)分析張森石軍王九龍(北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部，北京100094)摘要從故障影響的設(shè)備、范圍、時(shí)間特性等方面，對(duì)2O世紀(jì)7O年代以來國內(nèi)外衛(wèi)星272次典型在軌故障進(jìn)行了分析。研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)生故障的設(shè)備和發(fā)生故障的時(shí)間等都存在明顯的規(guī)律性。對(duì)這些故障特性的深入研究可以制定針對(duì)性的故障防護(hù)措施，以降低衛(wèi)星故障的發(fā)生率，并有助于在故障發(fā)生后采取及時(shí)正確的措施以避免災(zāi)難性后果。基于上述研究，文章給出了衛(wèi)星設(shè)計(jì)過程中有效規(guī)避故障的一些建議，以
2、提高衛(wèi)星的在軌存活率。關(guān)鍵詞衛(wèi)星；故障統(tǒng)計(jì)；失效分析；故障防護(hù)中圖分類號(hào)：V423．41文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1673—8748(2010)04—0041—06SatelliteOnboardFailureStatisticsandAnalysisZHANGSenSHIJunWANGJiulong(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，China)Abstract：Sincethe1970s，272satellitefailureshavebeenidentifi
3、ed．Theseanomaliesareclassi—fiedbyfailuresource，impact，timeofoccurrenceandcauseofthefailureinthispaper．Itisfoundthatalotoffailureshappenrecurrently，andifthesatelliteisproperlydesigned，mostofthefaultscanbemitigatedandpartevenallofthedesignedfunctionscanberestored．SomeadvicestOa
4、voidfailuresandsomemethodstorecoverfromfailuresaregiven．Iffailuresaremitigatedbythesemeans，satelliteswillhaveahighsurvivalrate．Keywords：satellite；anomalystatistic；failureanalysis；faultprotection型故障并加入了一些其他文獻(xiàn)的資料，共分析了1引言1975—2007年間的272次衛(wèi)星故障，研究了各種失效模式對(duì)衛(wèi)星任務(wù)的影響，并提出了故障規(guī)避和故在惡劣的空間環(huán)境中
5、長(zhǎng)期穩(wěn)定工作是衛(wèi)星技術(shù)障恢復(fù)的建議。本文分析結(jié)果也可用于故障對(duì)策的發(fā)展和應(yīng)用的關(guān)鍵。雖然衛(wèi)星設(shè)計(jì)中都充分考慮了針對(duì)性設(shè)計(jì)。各種因素，但仍有很多衛(wèi)星在完成預(yù)定任務(wù)之前就出現(xiàn)嚴(yán)重故障，使得任務(wù)終止。也有一些衛(wèi)星雖然2分類和方法主要分系統(tǒng)發(fā)生了嚴(yán)重故障，但由于處置及時(shí)合理、功能備份完善，仍然能夠完好地恢復(fù)操作，并達(dá)到設(shè)2．1分系統(tǒng)分類計(jì)壽命。本文調(diào)研的故障主要來自http：／／www．研究中對(duì)衛(wèi)星分系統(tǒng)進(jìn)行如下分類：姿態(tài)和軌sat—index．CO．uk／failures／，該網(wǎng)站截至2010年2月道控制分系統(tǒng)(AOCS)、指令和數(shù)據(jù)處理分系統(tǒng)共記錄了
6、218顆衛(wèi)星的故障，本文選取其中部分典(CDH)、測(cè)控與通信分系統(tǒng)(TTC)、結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)分系收稿日期：2010—01—01；修回日期：2010—05—06基金項(xiàng)目：國家863項(xiàng)目(2OO9AA7O45O07)作者簡(jiǎn)介：張森(1985一)，男，博士研究生，主要從事智能故障診斷技術(shù)研究。航天器工程19卷統(tǒng)(MECH)和有效載荷分系統(tǒng)等。2．2統(tǒng)計(jì)方法網(wǎng)I衛(wèi)星的失效會(huì)導(dǎo)致功能暫時(shí)或永久性的喪失。I一機(jī)械I本文把有相同故障模式的故障算作故障源所在分系l口軟件I望I統(tǒng)的一次故障。例如，1995年NASA和ESA發(fā)射的“日光層觀測(cè)臺(tái)”(S0Ho)衛(wèi)星三年內(nèi)先后
7、損失了3臺(tái)陀螺L1]，統(tǒng)計(jì)中把這些故障算作一次。單一失失效類型效可能帶來多種故障現(xiàn)象，統(tǒng)計(jì)中把這些現(xiàn)象也算lluretype作一次故障。失效的損失程度分為兩類。一是“任務(wù)失敗”，指發(fā)生了災(zāi)難性的故障，使衛(wèi)星任務(wù)失??；二是“任務(wù)降級(jí)”，這種失效發(fā)生以后就要放棄部分任務(wù)，通信衛(wèi)星的暫時(shí)通信中斷也屬于這一類。統(tǒng)計(jì)的272次失效事件中，53次為瞬時(shí)故障，219次為永久故障。瞬時(shí)故障一般是衛(wèi)星暫時(shí)失去通信或控制指向，但很快又自動(dòng)恢復(fù)；永久性故障導(dǎo)致衛(wèi)星失去某項(xiàng)功能或失去某個(gè)備份部件。圖3發(fā)射后的失效時(shí)I司Fig．3Timeoffailureafterlau
8、nch瞬時(shí)故障的原因一般有：環(huán)境干擾、靜電或單粒子翻轉(zhuǎn)。環(huán)境干擾是太陽質(zhì)子、磁暴等導(dǎo)致通信暫“其他”包括機(jī)械、載荷和未知原因的失效。因時(shí)
