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惠言達(dá)寄語：

 當(dāng)一顆樹不再炫耀自己葉繁枝茂，而是深深扎根泥土?xí)r，它才真正的擁有深度;當(dāng)一顆樹不再攀比自己與天空的距離，而是強(qiáng)大自己的內(nèi)徑時，它才真正的擁有高度。做人亦是如此。

HAHN+KOLB 手動液壓泵 29701200 
HAWE 加熱器 HZ 45(110-250V 45W)NR:3186-0045-00-16 
EPCOS 電容 B41456-B7220-M
FAIRCHILD 壓力轉(zhuǎn)換器 P/N:P8651A311 
HAHN+KOLB 高壓黃油槍 56235005
SCHUNK 備件 JGZ240-1 370987 
ELCIS 編碼器 F3-180-1828-B2-B-CM 
STROMAG 備件 152?00540,35_HGE_690_FV70_A2L,Typ: 35HGE?690FV?A2L
WESTLOCK 接近開關(guān) 316SB-STN-004-AAA-A
SCHAEVITZ 備件 HT-SGLBM141370K1T2S 
KUKA 風(fēng)扇 00126399 
VAHLE 備件 0154439/00 SA-KST 55 PE 
MOTOMETER 備件 622 010 4271
ACE 備件 SC190M-3
GESSMANN 操控按鈕 ST1-4-4 
GHM 備件 HV-X  100-90000/3  R 362399
SCHUNK 備件 FDB660 ID0322203+ (0322220/0322226/0322222/0322225) 
SOMMER 備件 GP1806NC-B 
FINDER 備件 46.61.9.024.0040 24VDC 
MTS 傳感器 201542-2 磁環(huán)
HBM 傳感器 RM4220
MTS 傳感器 RHM0300MP011S1G1100 
BROOKS 泵 0254AA2B11A,Base Model 0254A Secondary Electronics
METARIS 齒輪式流量分配器 FD31B-BY-IM10-1J-IM10-BY(配1個1INCH-3000PSI對開法蘭.4根3/8INCH-16UNC美制螺栓.1個WNLF 25/38進(jìn)油口焊接管)
SCHUNK 液壓刀柄減徑套 GZB-S Φ32/Φ18
ALARM 備件 0-AG-1WC1  Agent for WinCC from V7 and PCS7 from V8
KUBLER 編碼器 8.5888.5631.3112 
KUKA 備件 166352 
HYDAC 壓力控制器 EDS 3446-2-0100-000 
HYDAC 壓力傳感器 HDA3840-A-400-Y24 6M 920591 400bar 4..20mA 10..30V 
HARTING 格蘭頭 19 00 000 5082 
LAPP GROUP 備件 10344600
HYDAC 備件 EDS33Z6-3-01,0-G01-000 
HANSAFLEX 接頭 PN08AB10 
IPR 電器插座 EC-12-MIL-IP65.T 
MOOG 備件 D664-4380KP05HAMW6NEX2-E 
ELCIS 編碼器 XA115R-1024-824/5型號不完整
SWAN 備件 CAN－87.212.052
STENFLEX 膨脹節(jié) TYP A DN200 PN16  BL175 
GEFRAN 溫度控制器 F000059 600-R-D-0-0-1 
STAUBLI 快速接頭 RCS08.1103 
STROMAG 備件 02 CLS-553V  240VAC/15A Auftr.NR 129254
ABB 備件 TB270011110002 
DEMAG 備件 DSUB311  42V50HZ 3PH 220V 8.5KW 
KRACHT 備件 SPV10F1G1A30
ZIEHL 備件 MSF220K Us AC/DC 24-240 V  T221715 
RITTAL 控制箱 EB1555.500 300*300*120 
WOERNER 備件 330.138-66 
SCHUNK 夾爪氣缸 312974-LGR25 
MURR 前置面板接口套件 4000-68223-3041210 
RITTAL 溫度控制器 SK3110000 
HBM 傳感器 1-C9C/10KN
HYCON 電磁閥 WE10DH 04C 0240-G0
JEAN MULLER 熔斷器插座 D 8353868 
ALPHAIR 氣動執(zhí)行器 042-A  F3/5Q11 
INDUCTOTHERM 電容故障繼電器 3EL701010 G16 
AEM 電機(jī)碳刷 P/N:7400572701 
AVL 753油泵 BO4808 
LABOM 電磁液位開關(guān) 005628/11/005
LEUZE 備件 50080153

航天器抗靜電設(shè)計(jì)是提高航天器在軌壽命和可靠性的重要措施，而航天器靜電放電標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范是提高航天器在軌可靠性和長壽命的重要保障。初步分析航天器靜電放電效應(yīng)與抗靜電加固機(jī)理，簡介國內(nèi)外的靜電放電試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的現(xiàn)狀，展望我國航天器靜電放電標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展方向，以期完善航天器靜電放電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。

關(guān)鍵詞：航天器；靜電放電；標(biāo)準(zhǔn)

航天器在軌運(yùn)行期間將面臨多種空間環(huán)境要素，這些空間環(huán)境要素與航天器相互作用，在航天器材料和電子元器件上產(chǎn)生各種空間環(huán)境效應(yīng)，進(jìn)而引發(fā)在軌故障甚失敗。其中，靜電放電引起的故障發(fā)生次數(shù)居于前列。為保障航天器在軌運(yùn)行中的可靠性，在航天器的設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、飛行及返回等過程中，需要充分考慮靜電放電效應(yīng)對航天器的影響，來提高航天器的環(huán)境耐受性和在軌穩(wěn)定性。以美國NASA和歐空局為代表的國外航天機(jī)構(gòu)很早就發(fā)現(xiàn)了靜電放電對航天器的威脅，從上世紀(jì)六、七十年代就開始了靜電放電效應(yīng)的研究，從大量飛行試驗(yàn)中獲取了各種環(huán)境參數(shù)和表面帶電對星上儀器的影響情況，進(jìn)而開展抗靜電設(shè)計(jì)與加固技術(shù)研究。同時，這些航天機(jī)構(gòu)也建立了相對完善的航天器靜電放電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，為設(shè)計(jì)師進(jìn)行航天器的帶電防護(hù)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)提供支持。我國對航天器靜電放電效應(yīng)的研究雖然較晚，但是在借鑒國外成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，也探索出了一系列抗靜電的行之有效的方法，并逐步制定了相關(guān)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，但國家層面或行業(yè)層面的靜電放電試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范和相關(guān)的空間環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范依然缺乏。本文對航天器靜電放電效應(yīng)機(jī)理、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀作一簡介，并對未來發(fā)展進(jìn)行展望。

1航天器靜電放電效應(yīng)與抗靜電加固

航天器靜電放電效應(yīng)是指航天器與空間等離子體和高能電子等環(huán)境相互作用而發(fā)生的靜電電荷積累及泄放過程，分為表面充放電效應(yīng)和內(nèi)帶電效應(yīng)。

1.1表面充放電效應(yīng)

表面充放電效應(yīng)是由航天器表面與空間環(huán)境相互作用引起的，它是電荷在航天器表面材料中積累和泄放的過程。航天器在軌運(yùn)行處于低能等離子體環(huán)境的包圍之中，這種環(huán)境與航天器的表面材料相互作用，使航天器表面積累電荷導(dǎo)致表面充電。航天器表面之間、表面與深層之間、表面與航天器接地之間由于表面材料的介電性能、幾何形狀等因素不同會產(chǎn)生表面電位差，當(dāng)這個電位差達(dá)到放電閾值時，會引發(fā)航天器發(fā)生靜電放電現(xiàn)象[1]，產(chǎn)生電磁干擾、表面污染等。如果發(fā)生靜電放電的位置有外露的，比如太陽帆板等功率部件，還可能會產(chǎn)生二次電弧并造成更大的風(fēng)險，嚴(yán)重時甚威脅航天器安全或引起各種在軌異常。

1.2內(nèi)帶電效應(yīng)

內(nèi)帶電效應(yīng)是與表面充電效應(yīng)相區(qū)別的另一種由空間高能粒子輻射引起的充電效應(yīng)。它是指穿過航天器表面的空間高能帶電粒子（這些高能電子的能量主要位于0.1MeV～7MeV范圍內(nèi)，具有很強(qiáng)的穿透能力），在航天器構(gòu)件的電介質(zhì)材料內(nèi)部傳輸并沉積從而建立電場的過程。當(dāng)介質(zhì)深層充電產(chǎn)生的電場超過介質(zhì)材料的擊穿閾值時，就會發(fā)生放電，放電所產(chǎn)生的電磁脈沖會干擾甚破壞星內(nèi)電子系統(tǒng)的正常工作，尤其是屏蔽比較差的電纜、印制電路板和熱防護(hù)層特別容易遭到損壞，嚴(yán)重時會導(dǎo)致整機(jī)失效[2]。內(nèi)帶電效應(yīng)主要發(fā)生在中高軌道，近年來的多次航天器在軌故障被歸為內(nèi)帶電效應(yīng)所致。

1.3抗靜電加固技術(shù)

為抵制在軌運(yùn)行期間惡劣環(huán)境對航天器材料、元器件、分系統(tǒng)等的影響，需要對其進(jìn)行抗靜電加固。表面放電效應(yīng)加固設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則是控制表面材料接地，使航天產(chǎn)品表面電位處于安全范圍內(nèi)，它的指導(dǎo)原則是選擇具有良好導(dǎo)電性能的材料并確保表面材料良好接地，這也是開展表面放電效應(yīng)加固設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)出發(fā)點(diǎn)。因此它的設(shè)計(jì)重點(diǎn)包括：表面材料控制、接地要求和電容要求。內(nèi)帶電效應(yīng)加固設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則則是是通過開展深層充放電防護(hù)設(shè)計(jì)，盡可能減少放電發(fā)生；但是當(dāng)放電不可避免發(fā)生時，要盡可能減小放電帶來的危害。因此內(nèi)帶電效應(yīng)加固設(shè)計(jì)的目標(biāo)是：通過屏蔽措施減小沉積電流、限制絕緣材料內(nèi)部或孤立導(dǎo)體與局域接地之間的電場以及盡可能選擇電導(dǎo)率大的材料。

2國內(nèi)外航天器靜電放電標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

隨著航天器技術(shù)的發(fā)展，長壽命、高可靠成為未來航天器需要具備的基本能力。標(biāo)準(zhǔn)化組織和航天大國紛紛制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對靜電放電的威脅和防護(hù)設(shè)計(jì)給出了很好的闡述，以指導(dǎo)航天器的設(shè)計(jì)和地面試驗(yàn)。這些標(biāo)準(zhǔn)主要是圍繞航天器的抗靜電加固而制定的，可以很好地解決靜電放電造成的材料、元器件、組件和單機(jī)的失效或損壞等問題。半個多世紀(jì)以來的航天實(shí)踐活動表明，有關(guān)航天器靜電放電標(biāo)準(zhǔn)（或規(guī)范）已經(jīng)在航天器設(shè)計(jì)和運(yùn)行中發(fā)揮了重要的作用。

2.1國外航天器靜電放電標(biāo)準(zhǔn)

美國NASA自1984年發(fā)布了NASATP-2361《航天器帶電效應(yīng)評估及控制設(shè)計(jì)指南》，該文件一直是高地球軌道（GEO）航天器帶電分析和防護(hù)設(shè)計(jì)的威文獻(xiàn)，在GEO航天器帶電分析和防護(hù)設(shè)計(jì)中起到重要作用。在2007年，NASA發(fā)布了NASA-STD-4005《低地球軌道（LEO）航天器帶電設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，提供了在LEO等離子體環(huán)境中必須使用的高壓空間能源系統(tǒng)（＞55V）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，隨后又發(fā)布了NASA-HDBK-4006《低地球軌道航天器帶電設(shè)計(jì)手冊》，對LEO航天器的帶電給出了詳細(xì)的設(shè)計(jì)方案，為NASA-STD-4005提供了指導(dǎo)。在2011年，NASA發(fā)布了NASA-HDBK-4002A《航天器帶電效應(yīng)防護(hù)指南》，成為目前美國航天器帶電防護(hù)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。ESA制定的ECSS-E-ST-20-06C《空間工程-航天器帶電》是歐洲對于航天器帶電效應(yīng)的設(shè)計(jì)、防護(hù)、測試相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。ESA又先后發(fā)布了空間靜電放電敏感度試驗(yàn)方法和航天系統(tǒng)靜電行為的環(huán)境誘導(dǎo)效應(yīng)等的標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范，對空間靜電放電敏感度試驗(yàn)如何開展和空間靜電效應(yīng)進(jìn)行了闡述。日本JAXA制定了JERG-2-211A《帶電·放電設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，該標(biāo)準(zhǔn)參考ECSS-E-ST-20-06C，對表面帶電仿真分析與防護(hù)設(shè)計(jì)進(jìn)行了規(guī)定。另外，由日本牽頭起草的ISO11221《空間系統(tǒng)-太陽帆板-航天器帶電誘發(fā)的靜電放電測試方法》，其附錄中對表面帶電計(jì)算進(jìn)行了說明，并給出了進(jìn)行表面帶電效應(yīng)計(jì)算的軟件示例。這些標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)內(nèi)容代表了上目前充放電試驗(yàn)的水平，都能較好的用于航天器的設(shè)計(jì)與研制。

2.2國內(nèi)航天器靜電放電標(biāo)準(zhǔn)

國內(nèi)與航天器靜電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)大多是針對電子元件和電子產(chǎn)品制定了靜電防護(hù)要求及靜電放電相關(guān)因素的測試方法，這些標(biāo)準(zhǔn)主要集中在電子元器件和單機(jī)產(chǎn)品方面的靜電防護(hù)，還有一些靜電防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)是通用性的靜電防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，主要包括：GB/T1410-2006《固體絕緣材料體積電阻率和表面電阻率試驗(yàn)方法》、GB/T17626.2-2018《電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù)靜電放電抗擾度試驗(yàn)》、GB/T32304-2015《航天電子產(chǎn)品靜電防護(hù)要求》GJB1649-1993《電子產(chǎn)品防靜電放電控制大綱》、QJ1693-1989《電子元器件防靜電要求》等。與航天器充放電相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)主要有GB/T15463-2018《靜電安全術(shù)語》、GJB2502.7-2015《航天器熱控涂層試驗(yàn)方法第7部分：真空-電子輻照試驗(yàn)》、GB/T32452-2015《航天器空間環(huán)境術(shù)語》、QJ20409-2016《航天器表面材料充放電特性參數(shù)測試方法》和QJ20422.1-2016《航天器組件環(huán)境試驗(yàn)方法第1部分：表面充放電試驗(yàn)》。另外，還有一些企業(yè)級及以下標(biāo)準(zhǔn)，比如航天五院的院標(biāo)《衛(wèi)星表面放電效應(yīng)試驗(yàn)方法》、《高軌航天器表面充放電防護(hù)設(shè)計(jì)指南》、《航天器組件環(huán)境試驗(yàn)方法第8部分：磁層亞暴環(huán)境表面充放電試驗(yàn)》和511所的所標(biāo)《航天器太陽電池陣靜電放電試驗(yàn)方法》、《航天器表面帶電效應(yīng)仿真分析要求》、《航天器表面帶電效應(yīng)仿真分析方法》等。由于航天器表面充放電問題是航天器在軌異常的主要原因之一，航天器在軌早期階段發(fā)生靜電放電進(jìn)而失效的案例屢見不鮮。國外較早對航天器靜電充放電效應(yīng)開展了研究，并根據(jù)研究成果形成了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范以指導(dǎo)航天器抗靜電設(shè)計(jì)。我國與國外航天大國和機(jī)構(gòu)相比起步較晚，國內(nèi)在航天器靜電放電效應(yīng)方面的研究始于上世紀(jì)80年代中期，先開展衛(wèi)星充放電試驗(yàn)研究的單位主要是五院511所、510所以及中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心，在靜電放電效應(yīng)機(jī)理、仿真分析與地面試驗(yàn)研究中也取得了不少成果[3]。特別是511所在國內(nèi)*突破了復(fù)雜邊界條件下任意構(gòu)型介質(zhì)內(nèi)帶電三維仿真方法，開發(fā)了內(nèi)帶電仿真分析軟件ATICS（AssessmentToolofInternalChargingforSatellite）并應(yīng)用于型號，受到好評。雖然我國在靜電放電效應(yīng)研究中取得了一定的成績，但是在標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范方面仍然匱乏，尚無相關(guān)的頂層標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。在研究中，我國通常借鑒國外的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，但其中關(guān)鍵指標(biāo)的適應(yīng)性有待研究。

3未來展望

航天器在軌充放電效應(yīng)引起的故障和損壞已經(jīng)成為導(dǎo)致航天器在軌故障和損壞的主要原因之一，目前國內(nèi)還沒有關(guān)于航天器靜電放電防護(hù)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。在航天器設(shè)計(jì)、地面模擬試驗(yàn)評價、在軌故障分析以及在軌預(yù)報預(yù)警過程中，各單位根據(jù)自己的理解來開展工作，缺乏統(tǒng)一的參考標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范來進(jìn)行約束，宇航材料空間環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)方法的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也相對匱乏。在未來航天器抗靜電方面，除加強(qiáng)航天器靜電放電效應(yīng)的機(jī)理、試驗(yàn)與評價技術(shù)等研究和工作之外，制修訂航天器靜電放電相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范刻不容緩。一是完善航天器靜電放電來源相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，在現(xiàn)有航天器靜電放電相關(guān)的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的基礎(chǔ)上，制定太陽宇宙射線、銀河宇宙射線、空間等離子體的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，修訂太陽電磁輻射、地球輻射帶等標(biāo)準(zhǔn)。二是借鑒NASA、ESA及日本的一些防護(hù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及效應(yīng)評估的標(biāo)準(zhǔn)，完善我國航天器表面充放電效應(yīng)和內(nèi)帶電效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范；建立航天器表面充放電效應(yīng)和內(nèi)帶電效應(yīng)地面模擬試驗(yàn)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及通用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，在設(shè)計(jì)階段就充分的進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，確保空間材料在無法充分應(yīng)用防靜電設(shè)計(jì)的前提下能夠適應(yīng)其空間環(huán)境。511所具有大型地磁亞暴充放電試驗(yàn)設(shè)備、1.2m表面充放電設(shè)備、等離子體充放電設(shè)備等一系列空間充放電環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備，參與了多項(xiàng)衛(wèi)星型號放電驗(yàn)證試驗(yàn)工作。擁有一批長期從事航天器帶電效應(yīng)分析及研究的專家和技術(shù)人員，與上具備試驗(yàn)技術(shù)的單位（如日本KIT，法國ONERA等）就靜電放電試驗(yàn)進(jìn)行過多次交流。自“十一五”以來，511所在航天器靜電放電方面的研究陸續(xù)得到國防基礎(chǔ)科研項(xiàng)目、技術(shù)基礎(chǔ)項(xiàng)目、型號關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、國防973等的支持，并擁有1套軟件著作權(quán)及相應(yīng)利，其成果在對尼星、巴星等型號關(guān)鍵部件的內(nèi)帶電效應(yīng)進(jìn)行了多次分析評估，取得了較好的效果。近年來，511所主導(dǎo)和參與編寫了多項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)、國家軍用標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，包括《航天器空間環(huán)境術(shù)語》、《航天器熱控涂層試驗(yàn)方法第7部分：真空-電子輻照試驗(yàn)》及《航天器組件環(huán)境試驗(yàn)方法第1部分：表面充放電試驗(yàn)》等，具備編寫相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的能力。未來將不斷深化理論上、方法上和應(yīng)用上的研究，在建立靜電放電相關(guān)的環(huán)境國家標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)相關(guān)的國家軍用標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中貢獻(xiàn)一份力量。

PARKER 壓力繼電器 壓力繼電器 AS100AR1A3 
HBM 電器件 1-S9M/50KN-1 
STS 備件 112224  P:800...1200    -25...100℃  SN:705409
HAWE 柱塞泵 RZ6.0/2-28
EUCHNER 安全門鎖 TZIRE024RC18VAB 179078 
AB 通訊模塊 1756-CNBR/D
BAUER 電機(jī) BS06-74VH/DV05LA4 
DOLD 備件 LG5929.60/100/61 AC/DC24V 0061923
BECKHOFF 電源模塊 KL9100 
PARKER 電磁閥 VE03-ESC012C2 24V DC 4W 
HYDAC 濾芯 0160D005BH4HC 
BRINKMANN 機(jī)械密封 3DISE0AA-B00077 
REXROTH 備件 3842529239 
AVL """尾氣透明瓶罩
密封圈O型環(huán)""" DA0330，Digas 4000light 
MOOG 伺服閥 D662Z4310KP02JXMF6VSX2-A
VICKERS 電磁閥 SBV11-12-0-0-00
K+N 開關(guān) CA10-A177-608 KN1
HEIDENHAIN 編碼器 760932-11 
WIKA 壓力表 12683001  Model: 213.53  Scale range: 0...4 MPa
RITTAL 適配器 SV9340340 
HBM 傳感器 K-T40B-500Q-ST-S-M-DU2-0-S 
SCHUNK 備件 280149
PFEIFFER 傳感器電纜 PT548406-T 
Aventics 備件 0820 061 101 
WIKA 壓力表 YTN-60 0-16MPA G1/4
SOR 備件 468046-N7S173
LENORD+BAUER 編碼器 GEL260-TN02000D031
HYDAC 備件 EDS3448-3-0040-D00 
OBO BETTERMANN 備件 1163221 小起訂量為100個,按100個核價
AMIAD 自清洗過濾器過濾網(wǎng)（過濾器型號CTF-E150-L20-HP16） SUS316L濾網(wǎng)500微米 
PHOENIX 備件 QUINT-PS-100-240AC
HAHN+KOLB 無反彈尼龍錘 51224130 
GEMU 備件 690/32/D 787114-1 2/NPS 10bar PST 5.5-7bra
RITTAL 備件 SK3397534
EISELE L型快插接頭 886-0406 
KUBLER 插頭 插頭（配8.5000.B518.0100） 
DEMAG 電動葫蘆 DC-Pro 5-500 1/1 H5 V8/2 380-415/50
HBM 扭矩傳感器 1-T4A/1kNm
SCHMERSAL 備件 T4VH-336-02Z   101160103 
B+R 備件 8LSA55.EB030D200-3
FIBRO 圓形彈簧 2465063125 
VIATRAN 壓力傳感器 5705BPSX1051
PHOENIX 繼電器 2961215
E+L 備件 00387328   OL91  用5米信號線M12 
HEIDENHAIN 光柵電纜帶接頭 533631-01
HYDAC 濾芯 0660D020 ON 
STAUBLI 快插接頭 K86300098
HYDAC 備件 EB063208 
HBM 傳感器 1-WI / 5mm-T 
ENDRESS+HAUSER pH電極 CPS11D-7BA21 
SCHUNK 備件 請確認(rèn)0304363 DPG+200-1-AS 
K+N 開關(guān) CA10 A230 -600 KN2
IFM 開關(guān) IM5123 
HEBOTEC 編碼器測試儀 PK211BS0
SCHUNK 備件 報0301370 MMS-P 22-S-M8-PNP
TR 編碼器 CEW58M-00020 
AMOT 備件 8402G14A2L-AA 
DOMNICK HUNTER 過濾裝置 DAS7  11DAS051314
WIKA 壓力表 14131053,Model: 632.50 
WIKA 膜盒壓力表 633.50-E-LACFZZ-MI-UZZAZZZ-ZZZZ?? Model:?633.50  Scale?range:?0?kPa...25?kPa 
BAUER 電機(jī) BG10-37/D06LA4 
HEIDENHAIN 編碼器 558362-06
BEDIA 傳感器 PLCA-50 5021021211 
SOMMER 備件 LI16-20
K+N 開關(guān) CA10-A005-600E 
NORELEM 支撐銷 02010-122 
GEFRAN 光學(xué)尺 LT-M-0130-S LIN+-0.05% 
VAHLE 集電器 600483
BST 備件 EM18/100/4.21/16-5/csoa-1-119 
KEB 變頻器 E16754414F5M1E-Y00D400VAC23.1A 
HAFFMANS 電磁閥 113.065 
SOMMER 備件 MGP806NT  BF154520AF 
WEIGEL 備件 PQ48/1  0-  48×48  4-20mA  90°單針指示儀
ARIS 電驅(qū)動裝置 06-17-300230V50Hz
BAUMER 編碼器 TDP 0,2LT-4 B10 55 Shakeproof
HARMONIC 電器件 HPG-20A-21-BL1-F0-E14.18
WURTH HW型硬質(zhì)合金空心鉆 63012018 
ERICHSEN 測厚儀 0071.03.31  234R/III  0-125μm    5μm
SPOHN+BURKHORDT 操作手柄 VNSO.1600003 250Ω/230° sn.:2129461.1.3 
TOX 壓力傳感器 8526-6100 
SCHUNK 下側(cè)用航空插頭，彎頭 301295 KAS-19B-A-90-C 
RITTAL 備件 AS 4054.310 
HEIDENHAIN 過濾器 ID:810421-01 
SCHMALZ 吸盤 SR-DBD 100 NBR-60
DEMAG 備件 46966444
HONSBERG 備件 RRI-025GVQ120V10TE BASIC+ OMNI-RRI025IS 
HEIDENHAIN 編碼器 ID:727222-56
BEDIA 備件 500069 
KNOLL 液壓泵 KTS 32-48-T-KB

航天器抗靜電設(shè)計(jì)是提高航天器在軌壽命和可靠性的重要措施，而航天器靜電放電標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范是提高航天器在軌可靠性和長壽命的重要保障。初步分析航天器靜電放電效應(yīng)與抗靜電加固機(jī)理，簡介國內(nèi)外的靜電放電試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的現(xiàn)狀，展望我國航天器靜電放電標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展方向，以期完善航天器靜電放電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。

關(guān)鍵詞：航天器；靜電放電；標(biāo)準(zhǔn)

航天器在軌運(yùn)行期間將面臨多種空間環(huán)境要素，這些空間環(huán)境要素與航天器相互作用，在航天器材料和電子元器件上產(chǎn)生各種空間環(huán)境效應(yīng)，進(jìn)而引發(fā)在軌故障甚失敗。其中，靜電放電引起的故障發(fā)生次數(shù)居于前列。為保障航天器在軌運(yùn)行中的可靠性，在航天器的設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、飛行及返回等過程中，需要充分考慮靜電放電效應(yīng)對航天器的影響，來提高航天器的環(huán)境耐受性和在軌穩(wěn)定性。以美國NASA和歐空局為代表的國外航天機(jī)構(gòu)很早就發(fā)現(xiàn)了靜電放電對航天器的威脅，從上世紀(jì)六、七十年代就開始了靜電放電效應(yīng)的研究，從大量飛行試驗(yàn)中獲取了各種環(huán)境參數(shù)和表面帶電對星上儀器的影響情況，進(jìn)而開展抗靜電設(shè)計(jì)與加固技術(shù)研究。同時，這些航天機(jī)構(gòu)也建立了相對完善的航天器靜電放電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，為設(shè)計(jì)師進(jìn)行航天器的帶電防護(hù)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)提供支持。我國對航天器靜電放電效應(yīng)的研究雖然較晚，但是在借鑒國外成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，也探索出了一系列抗靜電的行之有效的方法，并逐步制定了相關(guān)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，但國家層面或行業(yè)層面的靜電放電試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范和相關(guān)的空間環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范依然缺乏。本文對航天器靜電放電效應(yīng)機(jī)理、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀作一簡介，并對未來發(fā)展進(jìn)行展望。

1航天器靜電放電效應(yīng)與抗靜電加固

航天器靜電放電效應(yīng)是指航天器與空間等離子體和高能電子等環(huán)境相互作用而發(fā)生的靜電電荷積累及泄放過程，分為表面充放電效應(yīng)和內(nèi)帶電效應(yīng)。

1.1表面充放電效應(yīng)

表面充放電效應(yīng)是由航天器表面與空間環(huán)境相互作用引起的，它是電荷在航天器表面材料中積累和泄放的過程。航天器在軌運(yùn)行處于低能等離子體環(huán)境的包圍之中，這種環(huán)境與航天器的表面材料相互作用，使航天器表面積累電荷導(dǎo)致表面充電。航天器表面之間、表面與深層之間、表面與航天器接地之間由于表面材料的介電性能、幾何形狀等因素不同會產(chǎn)生表面電位差，當(dāng)這個電位差達(dá)到放電閾值時，會引發(fā)航天器發(fā)生靜電放電現(xiàn)象[1]，產(chǎn)生電磁干擾、表面污染等。如果發(fā)生靜電放電的位置有外露的，比如太陽帆板等功率部件，還可能會產(chǎn)生二次電弧并造成更大的風(fēng)險，嚴(yán)重時甚威脅航天器安全或引起各種在軌異常。

1.2內(nèi)帶電效應(yīng)

內(nèi)帶電效應(yīng)是與表面充電效應(yīng)相區(qū)別的另一種由空間高能粒子輻射引起的充電效應(yīng)。它是指穿過航天器表面的空間高能帶電粒子（這些高能電子的能量主要位于0.1MeV～7MeV范圍內(nèi)，具有很強(qiáng)的穿透能力），在航天器構(gòu)件的電介質(zhì)材料內(nèi)部傳輸并沉積從而建立電場的過程。當(dāng)介質(zhì)深層充電產(chǎn)生的電場超過介質(zhì)材料的擊穿閾值時，就會發(fā)生放電，放電所產(chǎn)生的電磁脈沖會干擾甚破壞星內(nèi)電子系統(tǒng)的正常工作，尤其是屏蔽比較差的電纜、印制電路板和熱防護(hù)層特別容易遭到損壞，嚴(yán)重時會導(dǎo)致整機(jī)失效[2]。內(nèi)帶電效應(yīng)主要發(fā)生在中高軌道，近年來的多次航天器在軌故障被歸為內(nèi)帶電效應(yīng)所致。

1.3抗靜電加固技術(shù)

為抵制在軌運(yùn)行期間惡劣環(huán)境對航天器材料、元器件、分系統(tǒng)等的影響，需要對其進(jìn)行抗靜電加固。表面放電效應(yīng)加固設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則是控制表面材料接地，使航天產(chǎn)品表面電位處于安全范圍內(nèi)，它的指導(dǎo)原則是選擇具有良好導(dǎo)電性能的材料并確保表面材料良好接地，這也是開展表面放電效應(yīng)加固設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)出發(fā)點(diǎn)。因此它的設(shè)計(jì)重點(diǎn)包括：表面材料控制、接地要求和電容要求。內(nèi)帶電效應(yīng)加固設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則則是是通過開展深層充放電防護(hù)設(shè)計(jì)，盡可能減少放電發(fā)生；但是當(dāng)放電不可避免發(fā)生時，要盡可能減小放電帶來的危害。因此內(nèi)帶電效應(yīng)加固設(shè)計(jì)的目標(biāo)是：通過屏蔽措施減小沉積電流、限制絕緣材料內(nèi)部或孤立導(dǎo)體與局域接地之間的電場以及盡可能選擇電導(dǎo)率大的材料。

2國內(nèi)外航天器靜電放電標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

隨著航天器技術(shù)的發(fā)展，長壽命、高可靠成為未來航天器需要具備的基本能力。標(biāo)準(zhǔn)化組織和航天大國紛紛制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對靜電放電的威脅和防護(hù)設(shè)計(jì)給出了很好的闡述，以指導(dǎo)航天器的設(shè)計(jì)和地面試驗(yàn)。這些標(biāo)準(zhǔn)主要是圍繞航天器的抗靜電加固而制定的，可以很好地解決靜電放電造成的材料、元器件、組件和單機(jī)的失效或損壞等問題。半個多世紀(jì)以來的航天實(shí)踐活動表明，有關(guān)航天器靜電放電標(biāo)準(zhǔn)（或規(guī)范）已經(jīng)在航天器設(shè)計(jì)和運(yùn)行中發(fā)揮了重要的作用。

2.1國外航天器靜電放電標(biāo)準(zhǔn)

美國NASA自1984年發(fā)布了NASATP-2361《航天器帶電效應(yīng)評估及控制設(shè)計(jì)指南》，該文件一直是高地球軌道（GEO）航天器帶電分析和防護(hù)設(shè)計(jì)的威文獻(xiàn)，在GEO航天器帶電分析和防護(hù)設(shè)計(jì)中起到重要作用。在2007年，NASA發(fā)布了NASA-STD-4005《低地球軌道（LEO）航天器帶電設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，提供了在LEO等離子體環(huán)境中必須使用的高壓空間能源系統(tǒng)（＞55V）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，隨后又發(fā)布了NASA-HDBK-4006《低地球軌道航天器帶電設(shè)計(jì)手冊》，對LEO航天器的帶電給出了詳細(xì)的設(shè)計(jì)方案，為NASA-STD-4005提供了指導(dǎo)。在2011年，NASA發(fā)布了NASA-HDBK-4002A《航天器帶電效應(yīng)防護(hù)指南》，成為目前美國航天器帶電防護(hù)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。ESA制定的ECSS-E-ST-20-06C《空間工程-航天器帶電》是歐洲對于航天器帶電效應(yīng)的設(shè)計(jì)、防護(hù)、測試相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。ESA又先后發(fā)布了空間靜電放電敏感度試驗(yàn)方法和航天系統(tǒng)靜電行為的環(huán)境誘導(dǎo)效應(yīng)等的標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范，對空間靜電放電敏感度試驗(yàn)如何開展和空間靜電效應(yīng)進(jìn)行了闡述。日本JAXA制定了JERG-2-211A《帶電·放電設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，該標(biāo)準(zhǔn)參考ECSS-E-ST-20-06C，對表面帶電仿真分析與防護(hù)設(shè)計(jì)進(jìn)行了規(guī)定。另外，由日本牽頭起草的ISO11221《空間系統(tǒng)-太陽帆板-航天器帶電誘發(fā)的靜電放電測試方法》，其附錄中對表面帶電計(jì)算進(jìn)行了說明，并給出了進(jìn)行表面帶電效應(yīng)計(jì)算的軟件示例。這些標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)內(nèi)容代表了上目前充放電試驗(yàn)的水平，都能較好的用于航天器的設(shè)計(jì)與研制。

2.2國內(nèi)航天器靜電放電標(biāo)準(zhǔn)

國內(nèi)與航天器靜電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)大多是針對電子元件和電子產(chǎn)品制定了靜電防護(hù)要求及靜電放電相關(guān)因素的測試方法，這些標(biāo)準(zhǔn)主要集中在電子元器件和單機(jī)產(chǎn)品方面的靜電防護(hù)，還有一些靜電防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)是通用性的靜電防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，主要包括：GB/T1410-2006《固體絕緣材料體積電阻率和表面電阻率試驗(yàn)方法》、GB/T17626.2-2018《電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù)靜電放電抗擾度試驗(yàn)》、GB/T32304-2015《航天電子產(chǎn)品靜電防護(hù)要求》GJB1649-1993《電子產(chǎn)品防靜電放電控制大綱》、QJ1693-1989《電子元器件防靜電要求》等。與航天器充放電相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)主要有GB/T15463-2018《靜電安全術(shù)語》、GJB2502.7-2015《航天器熱控涂層試驗(yàn)方法第7部分：真空-電子輻照試驗(yàn)》、GB/T32452-2015《航天器空間環(huán)境術(shù)語》、QJ20409-2016《航天器表面材料充放電特性參數(shù)測試方法》和QJ20422.1-2016《航天器組件環(huán)境試驗(yàn)方法第1部分：表面充放電試驗(yàn)》。另外，還有一些企業(yè)級及以下標(biāo)準(zhǔn)，比如航天五院的院標(biāo)《衛(wèi)星表面放電效應(yīng)試驗(yàn)方法》、《高軌航天器表面充放電防護(hù)設(shè)計(jì)指南》、《航天器組件環(huán)境試驗(yàn)方法第8部分：磁層亞暴環(huán)境表面充放電試驗(yàn)》和511所的所標(biāo)《航天器太陽電池陣靜電放電試驗(yàn)方法》、《航天器表面帶電效應(yīng)仿真分析要求》、《航天器表面帶電效應(yīng)仿真分析方法》等。由于航天器表面充放電問題是航天器在軌異常的主要原因之一，航天器在軌早期階段發(fā)生靜電放電進(jìn)而失效的案例屢見不鮮。國外較早對航天器靜電充放電效應(yīng)開展了研究，并根據(jù)研究成果形成了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范以指導(dǎo)航天器抗靜電設(shè)計(jì)。我國與國外航天大國和機(jī)構(gòu)相比起步較晚，國內(nèi)在航天器靜電放電效應(yīng)方面的研究始于上世紀(jì)80年代中期，先開展衛(wèi)星充放電試驗(yàn)研究的單位主要是五院511所、510所以及中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心，在靜電放電效應(yīng)機(jī)理、仿真分析與地面試驗(yàn)研究中也取得了不少成果[3]。特別是511所在國內(nèi)*突破了復(fù)雜邊界條件下任意構(gòu)型介質(zhì)內(nèi)帶電三維仿真方法，開發(fā)了內(nèi)帶電仿真分析軟件ATICS（AssessmentToolofInternalChargingforSatellite）并應(yīng)用于型號，受到好評。雖然我國在靜電放電效應(yīng)研究中取得了一定的成績，但是在標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范方面仍然匱乏，尚無相關(guān)的頂層標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。在研究中，我國通常借鑒國外的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，但其中關(guān)鍵指標(biāo)的適應(yīng)性有待研究。

3未來展望

航天器在軌充放電效應(yīng)引起的故障和損壞已經(jīng)成為導(dǎo)致航天器在軌故障和損壞的主要原因之一，目前國內(nèi)還沒有關(guān)于航天器靜電放電防護(hù)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。在航天器設(shè)計(jì)、地面模擬試驗(yàn)評價、在軌故障分析以及在軌預(yù)報預(yù)警過程中，各單位根據(jù)自己的理解來開展工作，缺乏統(tǒng)一的參考標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范來進(jìn)行約束，宇航材料空間環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)方法的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也相對匱乏。在未來航天器抗靜電方面，除加強(qiáng)航天器靜電放電效應(yīng)的機(jī)理、試驗(yàn)與評價技術(shù)等研究和工作之外，制修訂航天器靜電放電相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范刻不容緩。一是完善航天器靜電放電來源相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，在現(xiàn)有航天器靜電放電相關(guān)的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的基礎(chǔ)上，制定太陽宇宙射線、銀河宇宙射線、空間等離子體的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，修訂太陽電磁輻射、地球輻射帶等標(biāo)準(zhǔn)。二是借鑒NASA、ESA及日本的一些防護(hù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及效應(yīng)評估的標(biāo)準(zhǔn)，完善我國航天器表面充放電效應(yīng)和內(nèi)帶電效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范；建立航天器表面充放電效應(yīng)和內(nèi)帶電效應(yīng)地面模擬試驗(yàn)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及通用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，在設(shè)計(jì)階段就充分的進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，確保空間材料在無法充分應(yīng)用防靜電設(shè)計(jì)的前提下能夠適應(yīng)其空間環(huán)境。511所具有大型地磁亞暴充放電試驗(yàn)設(shè)備、1.2m表面充放電設(shè)備、等離子體充放電設(shè)備等一系列空間充放電環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備，參與了多項(xiàng)衛(wèi)星型號放電驗(yàn)證試驗(yàn)工作。擁有一批長期從事航天器帶電效應(yīng)分析及研究的專家和技術(shù)人員，與上具備試驗(yàn)技術(shù)的單位（如日本KIT，法國ONERA等）就靜電放電試驗(yàn)進(jìn)行過多次交流。自“十一五”以來，511所在航天器靜電放電方面的研究陸續(xù)得到國防基礎(chǔ)科研項(xiàng)目、技術(shù)基礎(chǔ)項(xiàng)目、型號關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、國防973等的支持，并擁有1套軟件著作權(quán)及相應(yīng)利，其成果在對尼星、巴星等型號關(guān)鍵部件的內(nèi)帶電效應(yīng)進(jìn)行了多次分析評估，取得了較好的效果。近年來，511所主導(dǎo)和參與編寫了多項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)、國家軍用標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，包括《航天器空間環(huán)境術(shù)語》、《航天器熱控涂層試驗(yàn)方法第7部分：真空-電子輻照試驗(yàn)》及《航天器組件環(huán)境試驗(yàn)方法第1部分：表面充放電試驗(yàn)》等，具備編寫相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的能力。未來將不斷深化理論上、方法上和應(yīng)用上的研究，在建立靜電放電相關(guān)的環(huán)境國家標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)相關(guān)的國家軍用標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中貢獻(xiàn)一份力量。