[發明專利]衛星大型復合材料桁架的空間靜電放電防護設計方法

有效

• 申請號: 201710354272.5
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN107264837B
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: 俞佳江;韋錫峰;李慶;肖文斌;劉佩東;廖明
• 申請（專利權）人: 上海衛星工程研究所
• 主分類號: B64G1/10
• 分類號: B64G1/10;B64G1/52
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

本發明提供了一種衛星大型復合材料桁架的空間靜電放電防護設計方法，其包括以下步驟：步驟一，對每根表面為復合材料且暴露或部分暴露于空間環境中的桁架構件，沿桁架構件軸線方向在同一側面粘貼一條銅箔膠帶，銅箔膠帶應覆蓋包括兩邊端頭部位的整體長度；步驟二，每個桁架接頭上與之相關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、充分搭接等。本發明在保證衛星總重量增加很小的情況下，有效避免衛星大型復合材料桁架產生靜電放電的危害，對后續運行于中高軌道與極軌衛星的大型復合材料桁架的空間靜電放電防護提供參考，同時適用于所有其他包含大型復合材料桁架的空間靜電放電防護設計。

技術領域

本發明涉及一種衛星技術領域，具體地，涉及一種衛星大型復合材料桁架的空間靜電放電防護設計方法。

背景技術

由于衛星各表面的材料性能并不是單一的，光照情況也不一樣，其介質表面暴露在空間輻射環境中，使得表面之間或表面與地間產生電位差，當電位差超過某一閾值時，會產生不等量帶電并發生靜電放電，放電產生的傳導干擾電流可能會對衛星的電子系統產生危害。靜電放電現象在中高軌道和極軌衛星中尤為嚴重，中高軌道衛星處于地球外輻射帶，主要受到空間電子的干擾，極軌衛星在飛經地球兩極地區遭遇到極光電子環境時，也可能發生嚴重的充電事件。

隨著衛星結構不斷向輕量化發展，衛星的桁架構件也大量使用了碳纖維等復合材料，與傳統的鋁表面衛星蜂窩板的良好導電性不同，這種復合材料基本不導電，導致在該材料表面更易積累電荷從而引發靜電放電現象。

衛星桁架構件大多作為星上大型有效載荷的結構支撐，兩者有直接接觸，如果桁架表面的復合材料發生靜電放電現象，很可能引起有效載荷的故障，甚至失效，所以，必須對表面為復合材料的衛星桁架構件做空間靜電放電防護設計，使表面帶電量最小化的最主要方法是使所有外部表面“導電”并將其“接地”(衛星結構地)。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種衛星大型復合材料桁架的空間靜電放電防護設計方法，其在保證衛星總重量增加很小的情況下，有效避免衛星大型復合材料桁架產生靜電放電的危害，對后續運行于中高軌道與極軌衛星的大型復合材料桁架的空間靜電放電防護提供參考，同時適用于所有其他包含大型復合材料桁架的空間靜電放電防護設計。

根據本發明的一個方面，提供一種衛星大型復合材料桁架的空間靜電放電防護設計方法，其特征在于，其包括以下步驟：

步驟一，對每根表面為復合材料且暴露或部分暴露于空間環境中的桁架構件，沿桁架構件軸線方向在同一側面粘貼一條銅箔膠帶，銅箔膠帶應覆蓋包括兩邊端頭部位的整體長度；

步驟二，每個桁架接頭上與之相關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，與桁架連接的衛星蜂窩板，選擇至少四個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，并在酒精完全揮發后再粘貼銅箔膠帶，粘貼重合部位長度為五厘米到十厘米之間；

步驟五，任意選取十個以上桁架上粘貼銅箔的位置，測量銅箔的位置與衛星結構地之間的直流阻值。

優選地，所述只有暴露或部分暴露在空間環境中的桁架構件才需要粘貼銅箔膠帶。

優選地，所述若桁架構件粘貼銅箔膠帶一側的路徑上有壓緊座或鉸鏈部件，從桁架構件的另一側面走線。

優選地，所述兩條銅箔膠帶互連處的重合面積應大于等于銅箔膠帶寬度的平方。

優選地，所述在衛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，避免影響衛星蜂窩板的整體表面特性。