RU2636244C2

RU2636244C2 - Method for manufacturing spacecraft

Info

Publication number: RU2636244C2
Application number: RU2016111026A
Authority: RU
Inventors: Виктор Владимирович Коротких; Андрей Владимирович Андреев; Андрей Гавриилович Лесковский; Сергей Григорьевич Кочура; Михаил Владленович Нестеришин; Сергей Иванович Опенько
Original assignee: Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва"
Priority date: 2016-03-24
Filing date: 2016-03-24
Publication date: 2017-11-21
Also published as: RU2016111026A

Abstract

FIELD: aviation.SUBSTANCE: method for manufacturing a spacecraft (SC) comprises manufacturing constituent parts, assembling the spacecraft containing a power supply system, testing the SC. In addition, a simulator of the SC power supply system consisting of a ground source of stable voltage and an adjustable inductive-capacitive filter is used, the output impedance of the SC power supply system is measured, and the simulator of the SC power supply system is calibrated to the corresponding output parameters and the measured impedance of the SC power supply system. Before installing the payload module on the SC, the payload module is tested for full functioning using the simulator of the SC power supply system, in parallel with testing the performance of the support system module within the SC.EFFECT: reduced time of spacecraft manufacture.4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при создании связных (телекоммуникационных) космических аппаратов (КА).The invention relates to space technology and can be used to create a connected (telecommunication) spacecraft (SC).

Известен способ изготовления космического аппарата, включающий изготовление комплектующих, сборку космического аппарата, проведение электрических испытаний на функционирование, испытаний на воздействие механических нагрузок, термовакуумных испытаний, а также заключительных испытаний на функционирование космического аппарата (патент №2305058 RU).A known method of manufacturing a spacecraft, including the manufacture of components, assembling the spacecraft, conducting electrical tests for functioning, tests for mechanical stress, thermal vacuum tests, as well as final tests for the functioning of the spacecraft (patent No. 2305058 RU).

Недостатком известного способа является то, что он не решает вопросы оптимизации технологического процесса изготовления КА в плане сокращения календарного времени его изготовления.The disadvantage of this method is that it does not solve the problems of optimizing the technological process of manufacturing a spacecraft in terms of reducing the calendar time of its manufacture.

Анализ источников информации по патентной и научно-технической информации показал, что наиболее близким по технической сути прототипом предлагаемого технического решения является патент Российской Федерации №2459749: Способ изготовления космического аппарата, включающий изготовление комплектующих, сборку космического аппарата, включающего систему электропитания, имеющую солнечные батареи, аккумуляторные батареи и стабилизированный преобразователь напряжения для согласования работы солнечной и аккумуляторных батарей и обеспечения питанием стабильным напряжением заданного номинала модулей служебных систем и полезной нагрузки, подготовку источников электроэнергии к работе, проведение электрических испытаний космического аппарата на функционирование, испытаний на воздействие механических нагрузок, термовакуумных испытаний, а также заключительных испытаний, включая контроль стыковки солнечных и аккумуляторных батарей, отличающийся тем, что испытания на воздействие механических нагрузок и контроль стыковки солнечных и аккумуляторных батарей проводят со штатными аккумуляторными и солнечными батареями, причем аккумуляторные батареи перед проведением испытаний на воздействие механических нагрузок заряжают режимом, эквивалентным режиму штатного предстартового заряда, а все остальные испытания проводят с применением технологических функциональных имитаторов солнечных и аккумуляторных батарей, причем имитаторы солнечных батарей подключают к промышленной сети непосредственно, а имитаторы аккумуляторных батарей к промышленной сети комбинировано: по зарядному интерфейсу - непосредственно, а по разрядному интерфейсу - через систему гарантированного электроснабжения, при этом штатные аккумуляторные батареи хранят в электрически развязанном состоянии со стабилизированным преобразователем напряжения, в подзаряженном состоянии.An analysis of the sources of information on patent and scientific and technical information showed that the closest in technical essence to the prototype of the proposed technical solution is the patent of the Russian Federation No. 2459749: A method of manufacturing a spacecraft, including the manufacture of components, assembly of a spacecraft, including a power supply system having solar panels, rechargeable batteries and a stabilized voltage converter to coordinate the work of solar and rechargeable batteries and ensure supplying stable voltage to a given nominal value of service system modules and payload, preparing electric power sources for operation, conducting electrical tests of the spacecraft for operation, mechanical stress tests, thermal vacuum tests, as well as final tests, including control of docking of solar and rechargeable batteries, characterized in that tests on the effect of mechanical loads and control of the docking of solar and rechargeable batteries are carried out with staff rechargeable batteries and solar batteries, moreover, the batteries are charged before mechanical stress testing with a mode equivalent to the standard pre-start charge, and all other tests are carried out using technological functional simulators of solar and rechargeable batteries, and the solar battery simulators are connected directly to the industrial network, and battery simulators for the industrial network are combined: directly on the charging interface, and on the bit interface - through a guaranteed power supply system, while standard batteries are stored in an electrically isolated state with a stabilized voltage converter, in a recharged state.

Применение технологических функциональных имитаторов солнечных и аккумуляторных батарей позволяет сократить время изготовления КА, однако время электрических проверок бортовой аппаратуры КА (служебных систем и полезной нагрузки) достаточно велико (порядка 5-6 месяцев), что делает актуальным вопрос его сокращения. Кроме того, постоянное использование в процессе изготовления КА штатной автоматики системы электропитания также удлиняет процесс изготовления КА, так как ставит автономные работы с системой электропитания в прямой ряд процесса изготовления КА.The use of technological functional simulators of solar and rechargeable batteries can reduce the spacecraft manufacturing time, however, the time of electrical checks of the spacecraft onboard equipment (service systems and payload) is quite large (about 5-6 months), which makes the issue of its reduction relevant. In addition, the constant use of the regular automation of the power supply system in the spacecraft manufacturing process also lengthens the spacecraft manufacturing process, since it puts autonomous work with the power supply system in a straight line to the spacecraft manufacturing process.

Задачей предложенного авторами технического решения является сокращение календарного времени изготовления КА путем совершенствования технологии проведения электроиспытаний.The objective of the technical solution proposed by the authors is to reduce the calendar time of spacecraft manufacturing by improving the technology of electrical tests.

Поставленная задача решается тем, что при изготовлении космического аппарата, включающем изготовление комплектующих, сборку космического аппарата, содержащего систему электропитания в составе солнечной батареи, аккумуляторных батарей и стабилизированного преобразователя напряжения для согласования работы солнечной и аккумуляторных батарей и обеспечения питанием стабильным напряжением заданного номинала модулей служебных систем и полезной нагрузки, подготовку источников электроэнергии к работе, проведение электрических испытаний космического аппарата на функционирование, испытаний на воздействие механических нагрузок, термовакуумных испытаний, а также заключительных испытаний, включая контроль стыковки солнечных и аккумуляторных батарей, при этом испытания на воздействие механических нагрузок и контроль стыковки солнечных и аккумуляторных батарей проводят со штатными аккумуляторными и солнечными батареями, а все остальные испытания проводят с применением технологических функциональных имитаторов солнечных и аккумуляторных батарей, дополнительно используют имитатор системы электропитания космического аппарата, состоящего из наземного источника стабильного напряжения и регулируемого индуктивно-емкостного фильтра, при этом измеряют выходной импеданс системы электропитания космического аппарата и имитатор системы электропитания космического аппарата калибруют под соответствующие выходные параметры и измеренный импеданс системы электропитания космического аппарата, а перед установкой на космический аппарат модуля полезной нагрузки проводят его проверку на функционирование в полном объеме с использованием имитатора системы электропитания космического аппарата, параллельно с проверкой функционирования модуля служебных систем в составе космического аппарата, при этом, после установки модуля полезной нагрузки на космический аппарат, объем испытаний модуля полезной нагрузки на этапе проверки функционирования космического аппарата ограничивают. Кроме того, объем испытаний модуля полезной нагрузки на этапе проверки функционирования космического аппарата ограничивают функциями проверки взаимодействия с модулем служебных систем. Дополнительно, в процессе изготовления космического аппарата для питания модулей служебных систем и полезной нагрузки, вместо штатной системы электропитания, при необходимости, используют имитатор системы электропитания.The problem is solved in that in the manufacture of the spacecraft, including the manufacture of components, the assembly of the spacecraft containing the power supply system consisting of a solar battery, rechargeable batteries and a stabilized voltage converter for coordinating the operation of the solar and rechargeable batteries and providing a stable voltage to a given nominal value of service system modules and payload, preparing sources of electricity for work, conducting electrical tests the spacecraft for functioning, mechanical stress tests, thermal vacuum tests, as well as final tests, including control of the docking of solar and rechargeable batteries, while mechanical stress tests and control of the docking of solar and rechargeable batteries are carried out with standard rechargeable and solar batteries, and all other tests are carried out using technological functional simulators of solar and rechargeable batteries, in addition they use a simulator of the power supply system of the spacecraft, consisting of a ground source of stable voltage and an adjustable inductive-capacitive filter, while measuring the output impedance of the power supply system of the spacecraft and the simulator of the power supply system of the spacecraft are calibrated for the corresponding output parameters and the measured impedance of the power supply system of the spacecraft, and before by installing a payload module on the spacecraft, it is tested for functioning in the full volume using the simulator of the power supply system of the spacecraft, in parallel with checking the functioning of the service systems module in the spacecraft, and after installing the payload module on the spacecraft, the test volume of the payload module at the stage of checking the functioning of the spacecraft is limited. In addition, the test volume of the payload module at the stage of checking the functioning of the spacecraft is limited by the functions of checking the interaction with the module of service systems. Additionally, in the manufacturing process of the spacecraft to power the modules of office systems and payload, instead of the standard power supply system, if necessary, use a simulator of the power supply system.

Действительно, использование имитатора системы электропитания в процессе изготовления КА позволяет существенно сократить календарное время изготовления КА путем совершенствования технологии проведения электроиспытаний. А именно проведение большей части электроиспытаний модуля полезной нагрузки с питанием от имитатора системы электропитания КА параллельно с электроиспытаниями модуля служебных систем в составе КА позволяет сократить календарное время изготовления КА на 30-60 суток. Кроме того, используя для питания модуля служебных систем имитатора системы электропитания, например, на время автономных работ с системой электропитания, можно сократить календарное время изготовления КА еще на 10-30 суток.Indeed, the use of a power system simulator in the spacecraft manufacturing process can significantly reduce the spacecraft manufacturing calendar time by improving the technology of electrical tests. Namely, conducting most of the electrical tests of the payload module powered by the simulator of the spacecraft power supply system in parallel with the electrical testing of the service system module in the spacecraft reduces the spacecraft manufacturing calendar time by 30-60 days. In addition, using the power supply system simulator to power the service system module, for example, for the period of autonomous work with the power supply system, it is possible to reduce the spacecraft manufacturing calendar time by another 10-30 days.

На фиг. 1 приведен сетевой график электрических проверок КА в процессе его изготовления.In FIG. Figure 1 shows a network diagram of electrical inspections of a spacecraft during its manufacturing.

На этапе 1-2 проводят испытания модуля служебных систем (МСС) в составе КА, при этом параллельно проводятся испытания модуля полезной нагрузки (МПН) вне КА с использованием имитатора системы электропитания (ИСЭП) - 2/1. Это позволяет сократить календарное время изготовления КА на 30-60 суток.At stage 1-2, tests of the module of service systems (MSS) are carried out as part of the spacecraft, while tests of the module of the payload (MPN) outside the spacecraft are carried out using a simulator of the power supply system (ISEP) - 2/1. This allows reducing the spacecraft manufacturing calendar time by 30-60 days.

На этапе 2-3 проводятся испытания КА до испытаний его на внешние воздействия, в том числе стыковочные испытания МПН с МСС после установки МПН на КА, испытания на устойчивость к электростатическим разрядам (ЭСР).At stage 2-3, tests of the spacecraft are carried out before testing it for external influences, including docking tests of MPN with MSS after installing MPN on the spacecraft, tests for resistance to electrostatic discharges (ESD).

На этапах 3-4 и 4-5 проводятся испытания КА на внешние воздействия (механические нагрузки, термовакуумные испытания) и заключительные проверки. При этом при проведении определенных работ СЭП КА отключают от потребителей (для проведения автономных работ, например профилактических работ с аккумуляторными батареями), а вместо нее подключен ИСЭП. Это позволит сократить календарное время изготовления КА на 10-30 суток.At stages 3-4 and 4-5, the spacecraft is tested for external influences (mechanical loads, thermal vacuum tests) and final checks. At the same time, when carrying out certain works, the SEPs of the spacecraft are disconnected from consumers (for carrying out autonomous work, for example, preventive maintenance with batteries), and the ISEP is connected instead. This will reduce the spacecraft manufacturing calendar time by 10-30 days.

Таким образом, заявляемый способ изготовления космического аппарата позволяет сократить календарное время изготовления КА до 3 месяцев путем совершенствования технологии проведения электроиспытаний.Thus, the inventive method of manufacturing a spacecraft can reduce the calendar time for the production of spacecraft to 3 months by improving the technology of electrical tests.

Claims

1. A method of manufacturing a spacecraft, including the manufacture of components, assembling a spacecraft containing a power supply system comprising a solar battery, rechargeable batteries and a stabilized voltage converter for coordinating the operation of solar and rechargeable batteries and providing stable voltage for a given nominal value of service system modules and payload, preparing electric power sources for work, conducting electrical tests of the spacecraft for functions ionization, mechanical stress tests, thermal vacuum tests, and final tests, including control of the docking of solar and rechargeable batteries, while mechanical stress tests and control of the docking of solar and rechargeable batteries are carried out with standard rechargeable and solar batteries, and all other tests carried out using technological functional simulators of solar and rechargeable batteries, characterized in that they additionally use imit the power supply system of the spacecraft, consisting of a ground source of stable voltage and an adjustable inductive-capacitive filter, measure the output impedance of the power supply system of the spacecraft and the simulator of the power supply system of the spacecraft are calibrated for the corresponding output parameters and the measured impedance of the power supply system of the spacecraft.

2. A method of manufacturing a spacecraft according to claim 1, characterized in that before installing the payload module on the spacecraft, the payload module is checked for full functioning using a simulator of the power supply system of the spacecraft, in parallel with checking the functioning of the service systems module as a part spacecraft, in this case, after installing the payload module on the spacecraft, the volume of tests of the payload module at the stage of functional testing Nia spacecraft limit.

3. A method of manufacturing a spacecraft according to claim 1, characterized in that the test volume of the module of the payload at the stage of checking the functioning of the spacecraft is limited by the functions of checking the interaction with the module of service systems.

4. A method of manufacturing a spacecraft according to claim 1, characterized in that in the manufacturing process of the spacecraft to power the modules of the service systems and payload, instead of the standard power supply system, if necessary, use a simulator of the power supply system.