[發(fā)明專利]載人航天器在軌運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)防控方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810175687.0
• 申請(qǐng)日: 2018-03-02
• 公開（公告）號(hào): CN108408083B
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊宏;夏僑麗;李偉;張偉;李濤;李志海;王為;張健;劉銘;孫樂豐;王宇寧;湯溢;楊彪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京空間技術(shù)研制試驗(yàn)中心
• 主分類號(hào): B64G1/12
• 分類號(hào): B64G1/12;G06Q10/06
• 代理公司: 北京謹(jǐn)誠君睿知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11538
• 代理人: 陸鑫;延慧

本發(fā)明涉及一種載人航天器在軌運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)防控方法，包括以下步驟：a.識(shí)別載人航天器在軌飛行的風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目；b.針對(duì)識(shí)別的風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目，對(duì)載人航天器進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)防控設(shè)計(jì)，消除可消風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目；c.針對(duì)殘余的不可消風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目，對(duì)載人航天器進(jìn)行產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過程中的過程控制；d.對(duì)航天器進(jìn)行在軌狀態(tài)監(jiān)測(cè)和自主健康管理，并轉(zhuǎn)入安全模式；e.對(duì)載人航天器進(jìn)行功能重構(gòu)；f.對(duì)載人航天器進(jìn)行在軌維修，更換故障設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的載人航天器在軌運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)防控方法可以最大程度消除風(fēng)險(xiǎn)、降低風(fēng)險(xiǎn)并且控制風(fēng)險(xiǎn)，使得載人航天器在軌長壽命期間的安全運(yùn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航天器總體設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種載人航天器在軌運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)防控方法。

背景技術(shù)

隨著人類探索航天技術(shù)的發(fā)展，建造低軌道多飛行器組裝空間站，擴(kuò)展行星際間載人深空探測(cè)是必然趨勢(shì)，這對(duì)載人航航天器在軌運(yùn)行壽命提出了更高要求。

低軌道長壽命載人航天器在軌飛行環(huán)境特殊，太陽輻射、大氣阻力、原子氧、地球磁場(chǎng)、高能帶電粒子、電離層可能導(dǎo)致單機(jī)性能退化；空間碎片環(huán)境日益惡化，特別是2009年2月美國通信衛(wèi)星銥星33與俄羅斯的cosmos2251發(fā)生相撞，產(chǎn)生大于10cm的碎片數(shù)量可能超過1000個(gè)，1cm以上的碎片則高達(dá)數(shù)萬個(gè)。在軌飛行期間不可避免遭遇空間碎片與微流星體撞擊；人長期在軌飛行的代謝產(chǎn)物中，CO2、H2S、HCl、NO2等酸性氣體在潮濕環(huán)境下會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生電化學(xué)侵蝕，影響設(shè)備性能及工作壽命；支持開展的空間科學(xué)試驗(yàn)、特殊技術(shù)試驗(yàn)、航天新技術(shù)試驗(yàn)和航天醫(yī)學(xué)試驗(yàn)，有效載荷種類繁多，接口需求復(fù)雜，對(duì)系統(tǒng)資源的占用率高；同時(shí)，長期運(yùn)過程中安排的交會(huì)對(duì)接、大型設(shè)備組裝、在軌維修與軌道服務(wù)等短時(shí)任務(wù)，也會(huì)沖擊平臺(tái)運(yùn)行安全。

保證平臺(tái)運(yùn)行良好，從而確保航天員安全是載人航天器的首要任務(wù)。因此，識(shí)別在軌運(yùn)行任務(wù)中存在的風(fēng)險(xiǎn)，采取措施消除、預(yù)防和控制風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)確保載人航天器長壽命運(yùn)行期間的安全，具有重要意義。目前航天產(chǎn)品已有的風(fēng)險(xiǎn)防控措施，主要集中在單飛行器地面研制過程，載人航天器直接應(yīng)用具有以下問題：

1)不能發(fā)揮航天員的主觀能動(dòng)性，在軌運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)控制效能差；

2)不能發(fā)揮多飛行器組合體在軌控制功能重構(gòu)的優(yōu)勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供一種載人航天器在軌運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)防控方法。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種載人航天器在軌運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)防控方法，包括以下步驟：

a.識(shí)別載人航天器在軌飛行的風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目；

b.針對(duì)識(shí)別的風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目，對(duì)載人航天器進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)防控設(shè)計(jì)，消除可消風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目；

c.針對(duì)殘余的不可消風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目，對(duì)載人航天器進(jìn)行產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過程中的過程控制；

d.對(duì)航天器進(jìn)行在軌狀態(tài)監(jiān)測(cè)和自主健康管理，并轉(zhuǎn)入安全模式；

e.對(duì)載人航天器進(jìn)行功能重構(gòu)；

f.對(duì)載人航天器進(jìn)行在軌維修，更換故障設(shè)備。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，在所述a步驟中，所述風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目包括：可能導(dǎo)致載人航天器在軌飛行時(shí)安全風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵事件和薄弱環(huán)節(jié)；以及

一般危險(xiǎn)源和故障危險(xiǎn)源，通過危險(xiǎn)分析進(jìn)一步識(shí)別的危險(xiǎn)事件。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，在所述b步驟中，所述風(fēng)險(xiǎn)防控設(shè)計(jì)包括：

冗余設(shè)計(jì)，消除影響載人航天器正常運(yùn)行的單點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)；

量化裕度設(shè)計(jì)，保證載人航天器的強(qiáng)度裕度和驅(qū)動(dòng)力矩裕度；

信息流設(shè)計(jì)和供配電可靠性設(shè)計(jì)，消除故障危險(xiǎn)源，降低航天器運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)；

艙段間功能重構(gòu)設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)載人航天器艙段接替控制。