本發(fā)明涉及一種衛(wèi)星技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種衛(wèi)星大型復(fù)合材料桁架的空間靜電放電防護(hù)設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)：

由于衛(wèi)星各表面的材料性能并不是單一的，光照情況也不一樣，其介質(zhì)表面暴露在空間輻射環(huán)境中，使得表面之間或表面與地間產(chǎn)生電位差，當(dāng)電位差超過某一閾值時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不等量帶電并發(fā)生靜電放電，放電產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾電流可能會(huì)對(duì)衛(wèi)星的電子系統(tǒng)產(chǎn)生危害。靜電放電現(xiàn)象在中高軌道和極軌衛(wèi)星中尤為嚴(yán)重，中高軌道衛(wèi)星處于地球外輻射帶，主要受到空間電子的干擾，極軌衛(wèi)星在飛經(jīng)地球兩極地區(qū)遭遇到極光電子環(huán)境時(shí)，也可能發(fā)生嚴(yán)重的充電事件。

隨著衛(wèi)星結(jié)構(gòu)不斷向輕量化發(fā)展，衛(wèi)星的桁架構(gòu)件也大量使用了碳纖維等復(fù)合材料，與傳統(tǒng)的鋁表面衛(wèi)星蜂窩板的良好導(dǎo)電性不同，這種復(fù)合材料基本不導(dǎo)電，導(dǎo)致在該材料表面更易積累電荷從而引發(fā)靜電放電現(xiàn)象。

衛(wèi)星桁架構(gòu)件大多作為星上大型有效載荷的結(jié)構(gòu)支撐，兩者有直接接觸，如果桁架表面的復(fù)合材料發(fā)生靜電放電現(xiàn)象，很可能引起有效載荷的故障，甚至失效，所以，必須對(duì)表面為復(fù)合材料的衛(wèi)星桁架構(gòu)件做空間靜電放電防護(hù)設(shè)計(jì)，使表面帶電量最小化的最主要方法是使所有外部表面“導(dǎo)電”并將其“接地”(衛(wèi)星結(jié)構(gòu)地)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種衛(wèi)星大型復(fù)合材料桁架的空間靜電放電防護(hù)設(shè)計(jì)方法，其在保證衛(wèi)星總重量增加很小的情況下，有效避免衛(wèi)星大型復(fù)合材料桁架產(chǎn)生靜電放電的危害，對(duì)后續(xù)運(yùn)行于中高軌道與極軌衛(wèi)星的大型復(fù)合材料桁架的空間靜電放電防護(hù)提供參考，同時(shí)適用于所有其他包含大型復(fù)合材料桁架的空間靜電放電防護(hù)設(shè)計(jì)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種衛(wèi)星大型復(fù)合材料桁架的空間靜電放電防護(hù)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，其包括以下步驟：

步驟一，對(duì)每根表面為復(fù)合材料且暴露或部分暴露于空間環(huán)境中的桁架構(gòu)件，沿桁架構(gòu)件軸線方向在同一側(cè)面粘貼一條銅箔膠帶，銅箔膠帶應(yīng)覆蓋包括兩邊端頭部位的整體長(zhǎng)度；

步驟二，每個(gè)桁架接頭上與之相關(guān)的銅箔膠帶均在此處匯合，并在接頭處額外纏繞一圈銅箔膠帶，使得在接頭上的各條銅箔膠帶可靠、充分搭接；

步驟三，與桁架連接的衛(wèi)星蜂窩板，選擇至少四個(gè)與不同桁架連接的部位，使用專用砂紙除去金屬搭接處的氧化膜及外表附著物；

步驟四，衛(wèi)星蜂窩板上金屬搭接部位先用酒精清洗干凈，并在酒精完全揮發(fā)后再粘貼銅箔膠帶，粘貼重合部位長(zhǎng)度為五厘米到十厘米之間；

步驟五，任意選取十個(gè)以上桁架上粘貼銅箔的位置，測(cè)量銅箔的位置與衛(wèi)星結(jié)構(gòu)地之間的直流阻值。

優(yōu)選地，所述只有暴露或部分暴露在空間環(huán)境中的桁架構(gòu)件才需要粘貼銅箔膠帶。

優(yōu)選地，所述若桁架構(gòu)件粘貼銅箔膠帶一側(cè)的路徑上有壓緊座或鉸鏈部件，從桁架構(gòu)件的另一側(cè)面走線。

優(yōu)選地，所述兩條銅箔膠帶互連處的重合面積應(yīng)大于等于銅箔膠帶寬度的平方。

優(yōu)選地，所述在衛(wèi)星蜂窩板上需要除去氧化膜及外表附著物的部位，僅限于銅箔膠帶所需覆蓋的面積，避免影響衛(wèi)星蜂窩板的整體表面特性。

優(yōu)選地，所述銅箔膠帶的截?cái)嗵幖舫蓤A角，為防止粘貼的銅箔膠帶發(fā)生脫開或脫落的現(xiàn)象。

優(yōu)選地，所述銅箔膠帶上的阻值測(cè)量點(diǎn)優(yōu)先選擇離衛(wèi)星蜂窩板搭接處相對(duì)較遠(yuǎn)的位置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：本發(fā)明在保證衛(wèi)星總重量增加很小的情況下，有效避免衛(wèi)星大型復(fù)合材料桁架產(chǎn)生靜電放電的危害，對(duì)后續(xù)運(yùn)行于中高軌道與極軌衛(wèi)星的大型復(fù)合材料桁架的空間靜電放電防護(hù)提供參考，同時(shí)適用于所有其他包含大型復(fù)合材料桁架的空間靜電放電防護(hù)設(shè)計(jì)。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

圖1為本發(fā)明衛(wèi)星大型復(fù)合材料桁架的空間靜電放電防護(hù)設(shè)計(jì)方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1所示，本發(fā)明衛(wèi)星大型復(fù)合材料桁架的空間靜電放電防護(hù)設(shè)計(jì)方法包括以下步驟：

步驟一，對(duì)每根表面為復(fù)合材料且暴露或部分暴露于空間環(huán)境中的桁架構(gòu)件，沿桁架構(gòu)件軸線方向在同一側(cè)面粘貼一條銅箔膠帶，銅箔膠帶應(yīng)覆蓋包括兩邊端頭部位的整體長(zhǎng)度；

步驟二，每個(gè)桁架接頭上與之相關(guān)的銅箔膠帶均在此處匯合，并在接頭處額外纏繞一圈銅箔膠帶，使得在接頭上的各條銅箔膠帶能夠可靠、充分搭接；

步驟三，與桁架連接的衛(wèi)星蜂窩板，選擇至少四個(gè)與不同桁架連接的部位，使用專用砂紙除去金屬搭接處的氧化膜及外表附著物；

步驟四，衛(wèi)星蜂窩板上金屬搭接部位先用酒精清洗干凈，并在酒精完全揮發(fā)后再粘貼銅箔膠帶，粘貼重合部位長(zhǎng)度為五厘米到十厘米之間；

步驟五，任意選取十個(gè)以上桁架上粘貼銅箔的位置，測(cè)量銅箔的位置與衛(wèi)星結(jié)構(gòu)地之間的直流阻值。

所述只有暴露或部分暴露在空間環(huán)境中的桁架構(gòu)件才需要粘貼銅箔膠帶。

所述若桁架構(gòu)件粘貼銅箔膠帶一側(cè)的路徑上有壓緊座或鉸鏈部件，從桁架構(gòu)件的另一側(cè)面走線。

所述兩條銅箔膠帶互連處的重合面積應(yīng)大于等于銅箔膠帶寬度的平方。

所述在衛(wèi)星蜂窩板上需要除去氧化膜及外表附著物的部位，僅限于銅箔膠帶所需覆蓋的面積，避免影響衛(wèi)星蜂窩板的整體表面特性。

所述銅箔膠帶的截?cái)嗵幖舫蓤A角，為防止粘貼的銅箔膠帶發(fā)生脫開或脫落的現(xiàn)象。

所述銅箔膠帶上的阻值測(cè)量點(diǎn)優(yōu)先選擇離衛(wèi)星蜂窩板搭接處相對(duì)較遠(yuǎn)的位置。

實(shí)施例

本實(shí)施例涉及一種衛(wèi)星大型復(fù)合材料桁架的空間靜電放電防護(hù)設(shè)計(jì)方法。

本實(shí)施例選用3m1181銅箔膠帶，針對(duì)xx衛(wèi)星載荷艙上每根表面為復(fù)合材料且暴露于空間環(huán)境中的桁架構(gòu)件，沿其軸線方向在其側(cè)面粘貼一條銅箔膠帶，銅箔膠帶覆蓋包括兩邊端頭部位的桁架構(gòu)件整體長(zhǎng)度；

載荷艙四個(gè)角處的每根縱向桁架構(gòu)件中部有火工品壓緊座部件，從桁架構(gòu)件的另一側(cè)面粘貼銅箔膠帶；

兩條單一銅箔膠帶互連處以垂直、全覆蓋方式連接，滿足重合面積大于等于銅箔膠帶寬度平方的要求；

每個(gè)桁架接頭上與之相關(guān)的銅箔膠帶均在此處匯合，并在該接頭處額外纏繞一圈銅箔膠帶，使得在該接頭上的各條銅箔膠帶能夠可靠、充分搭接；

衛(wèi)星載荷艙底板上有6根桁架構(gòu)件與其連接(每側(cè)3根)，選擇6個(gè)連接部位，使用專用砂紙除去相應(yīng)載荷艙底板上金屬搭接處的衛(wèi)星蜂窩板表面氧化膜；

打磨部位先用酒精清洗干凈，待酒精完全揮發(fā)后再粘貼銅箔膠帶，與載荷艙相應(yīng)打磨部位的粘貼重合長(zhǎng)度為5～10cm，銅箔膠帶的所有截?cái)嗵幖舫蓤A角；

選取10個(gè)以上桁架上粘貼銅箔的位置，5個(gè)位于衛(wèi)星頂部的桁架上的銅箔膠帶，測(cè)量其與衛(wèi)星結(jié)構(gòu)地之間的直流阻值，測(cè)量結(jié)果范圍在1.2ω～4.8ω，滿足阻值均小于10ω的要求，粘貼完成。

綜上所述，本發(fā)明在保證衛(wèi)星總重量增加很小的情況下，有效避免衛(wèi)星大型復(fù)合材料桁架產(chǎn)生靜電放電的危害，對(duì)后續(xù)運(yùn)行于中高軌道與極軌衛(wèi)星的大型復(fù)合材料桁架的空間靜電放電防護(hù)提供參考，同時(shí)適用于所有其他包含大型復(fù)合材料桁架的空間靜電放電防護(hù)設(shè)計(jì)。

以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。