一种大型航天器热试验地面电缆布线结构的制作方法

1.本实用新型涉及航天器地面试验技术。更具体的，涉及一种大型航天器热试验地面电缆布线结构。


背景技术：

2.航天器在轨飞行经历真空热环境。为了确保航天器在轨工作正常，地面通过真空热试验验证航天器热设计，提前暴露产品潜在缺陷，排除在轨早期失效。航天器真空热试验通过空间环境模拟器进行。试验时，航天器放置于模拟真空环境的真空罐内，与外界自然环境隔离。试验过程中，需要通过地面电缆连通航天器舱内外、真空罐罐内外，以保证航天器供电、信息、指令等需求。
3.以载人飞船、货运飞船、空间站为代表的载人航天器相对于卫星等常规航天器，具有规模大、构型复杂、测试需求多的特点，同时设计有大容积的密封舱提供载人环境。以神舟载人飞船为例，整船由三个舱段、15个分系统组成，配套设备600余台套。热试验时，密封舱内需要放置真空规、风扇、模拟加热装置、铂电阻等地面设备。飞船也需要地面供电进行测试，与地面控制、测试中心之间存在大量的信息、数据交互。载人航天器热试验具有以下特点：1)系统构成复杂；2)地面与航天器之间供电、信息交互多；3)
4.舱内地面试验设备多；4)试验设施要求高，需要在大型空间环境模拟器内进行，需要一次性操作实施到位。
5.上述特点导致载人航天器热试验地面电缆的需求量大、电缆种类多、连接关系复杂。在以往的载人航天器热试验中出现过热试验电缆设计错误、接插件不匹配的问题。因此需要一种面向载人航天器等复杂航天器的系统、规范的热试验地面电缆布线方法，防止电缆误设计、漏设计、错连接，确保热试验顺利进行。


技术实现要素：

6.针对复杂航天器热试验地面电缆需求和现有技术中存在的不足，本实用新型提供了一种大型航天器热试验地面电缆布线结构，解决大型载人航天器热试验电缆设计漏项、设计错误、连接错误问题，确保热试验的顺利进行。
7.本实用新型提供了一种大型航天器热试验地面电缆布线结构，该结构包括：
8.与所述补加管理器连接的货舱内第一低频电缆hyct
‑
hn01、第二低频电缆hyct
‑
hn02、第三低频电缆hyct
‑
hn03、第四低频电缆hyct
‑
hn04和第五低频电缆hyct
‑
hn05；
9.与所述推进管理器连接的推进舱内第七低频电缆hyct
‑
tn07、第九低频电缆hyct
‑
tn09、第八低频电缆hyct
‑
tn08和第十低频电缆hyct
‑
tn10；
10.其中，所述货物舱内第一低频电缆hyct
‑
hn01通过穿舱第一低频电连接器x01chm连接到货物舱外真空罐内第一低频电缆hyct
‑
gn01，再通过穿罐第一低频电连接器x01cg连接到真空罐外第一低频电缆hyct
‑
gw01，所述真空罐外第一低频电缆hyct
‑
gw01连接到推进测试设备；
11.所述货物舱内第二低频电缆hyct
‑
hn02通过穿舱第二低频电连接器x02chm连接到货物舱外真空罐内第二低频电缆hyct
‑
gn02，再通过穿罐第二低频电连接器x02cg连接到真空罐外第二低频电缆hyct
‑
gw02，所述真空罐外第二低频电缆hyct
‑
gw02连接到推进测试设备；
12.所述货物舱内第三低频电缆hyct
‑
hn03通过穿舱第三低频电连接器x03chm连接到货物舱外真空罐内第三低频电缆hyct
‑
gn03，再通过穿罐第三低频电连接器x03cg连接到真空罐外第三低频电缆hyct
‑
gw03，所述真空罐外第三低频电缆hyct
‑
gw03连接到推进测试设备；
13.所述货物舱内第四低频电缆hyct
‑
hn04通过穿舱第四低频电连接器x04chm连接到货物舱外真空罐内第四低频电缆hyct
‑
gn04，再通过穿罐第四低频电连接器x04cg连接到真空罐外第四低频电缆hyct
‑
gw04，所述真空罐外第四低频电缆hyct
‑
gw04连接到推进测试设备；
14.所述货物舱内第五低频电缆hyct
‑
hn05通过穿舱第五低频电连接器x05chm连接到货物舱外真空罐内第五低频电缆hyct
‑
gn05，再通过穿罐第五低频电连接器x05cg连接到真空罐外第五低频电缆hyct
‑
gw05，所述真空罐外第五低频电缆hyct
‑
gw05连接到推进测试设备；
15.所述推进舱内第七低频电缆hyct
‑
tn07与罐内第七低频电缆hyct
‑
tn07连接，再通过穿罐第七低频电连接器x07cg连接到所述真空罐外第一低频电缆hyct
‑
gw01；
16.所述推进舱内第九低频电缆hyct
‑
tn09与真空罐内第九低频电缆hyct
‑
tn09连接，再通过穿罐第九低频电连接器x09cg连接到所述真空罐外第四低频电缆hyct
‑
gw04；
17.所述推进舱内第八低频电缆hyct
‑
tn08与真空罐内第八低频电缆hyct
‑
tn08连接，再通过穿罐第八低频电连接器x08cg连接到所述真空罐外第二低频电缆hyct
‑
gw02；
18.所述推进舱内第十低频电缆hyct
‑
tn10与真空罐内第十低频电缆hyct
‑
tn10连接，再通过穿罐第十低频电连接器x10cg连接到真空罐外第七低频电缆hyct
‑
gw07，所述真空罐外第七低频电缆hyct
‑
gw07连接到所述推进测试设备；
19.所述推进测试设备还通过真空罐外第六低频电缆hyct
‑
gw06连接到所述货舱外温度传感器。
20.优选地，所述第六低频电缆hyct
‑
gw06通过穿罐第六低频电连接器x06cg与货物舱外真空罐内第六低频电缆hyct
‑
tn06连接，所述货舱外真空罐内第六低频电缆hyct
‑
tn06连接到所述货舱外温度传感器。
21.优选地，货物舱上设置有密封盲板，所述穿舱第一低频电连接器x01chm、第二低频电连接器x02chm、第三低频电连接器x03hm、第四低频电连接器x04chm、第五低频电连接器x05chm安装于所述密封盲板上，进行舱内外电缆的连接。
22.优选地，所述真空罐上安装有密封法兰，用于为真空罐内外的电缆连通提供通道。
23.优选地，所述电缆布线结构中的每个电缆的长度都留有裕量。
24.优选地，所述裕量为3米。
25.本实用新型的大型航天器热试验地面电缆布线结构，解决了大型载人航天器热试验地面电缆设计方法不明确、流程不清晰带来的漏设计、误设计问题，具体效益如下：
26.1)天舟货运飞船验采用上述方法设计热试验地面电缆后，确保了百余根热试验电
缆的正确设计、生产、插接，从而确保了试验的顺利进行；
27.2)本方法可扩展应用到空间站、大型卫星等大型、超大型航天器地面真空热试验电缆设计中。
附图说明
28.图1示出了根据本实用新型的航天器热试验系统模型示意图；
29.图2示出了根据本实用新型的大型航天器热试验地面电缆布线结构示意图。
具体实施方式
30.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
31.图1示出了根据本实用新型的航天器热试验系统模型示意图，图2示出了根据本实用新型的大型航天器热试验地面电缆布线结构示意图。参考图1和图2，本实用新型提供了一种大型航天器热试验地面电缆布线结构，按照该结构进行电缆的插接。
32.本实用新型的一个实施例中，提供一种大型航天器热试验地面电缆布线方法，该方法包括：
33.基于航天器热试验系统模型，生成电缆需求分析结果；
34.根据所述电缆需求分析结果，生成电缆需求清单；
35.根据所述电缆需求清单，生成电缆结构图；
36.制定电缆标识命名规则，对每个电缆及其连接件进行命名及标识；
37.根据所述电缆结构图，对每个电缆和连接件进行布线，生成电缆布线结构。
38.本实用新型实施例的电缆布线方法，基于热试验模型，通过需要分析，明确热试验地面电缆需求，包括电缆类型、数量、接点、长度，形成需求清单。在此基础上，对穿舱、穿罐资源进行统一分配，制定电缆标识、命名规则，明确电缆分支关系，形成连接关系图。按照连接关系图，进行电缆铺设及插接。
39.在一个实施例中，生成电缆结构图的具体过程如下：
40.1)基于航天器热试验系统模型，从航天器设备状态、航天器测试、热试验地面设备等三个维度开展热试验地面电缆需求分析。结合设备安装布局、船上设备之间以及船上设备与地面设备之间供电及信息交互需求、高频电磁信号传输需求、热敏电阻/加热回路等测控温设备供电及信息采集需求、地面测试布局等设计要素，形成详细的热试验电缆需求清单，包括电缆类型(高频、低频、1553b总线等)、数量、舱内、舱外(真空罐内)、真空罐外、初步长度等技术信息。
41.2)根据热试验电缆需求分析结果，开展热试验电缆的详细设计，具体为：
42.①
电缆命名及标识
43.确定电缆命名规则，包括穿舱、穿罐接插件编号规则，用于电缆(含接插件)的标识，对配套的试验电缆(含接插件)分配唯一的代号标识。以下以货运飞船热试验电缆标识制定为例。
44.·
货物舱内低频电缆以hycx
‑
hnxx顺序编号，推进舱内低频电缆以hycx
‑
tnxx顺序编号；货运飞船舱外真空罐内低频电缆以hycx
‑
gnxx顺序编号，真空罐外低频电缆以hycx
‑
gwxx顺序编号，其中，“hyc”为货船型号代号，“x”为分系统代号(例：hb代表货运保障，t代表推进，zh代表总环)，“xx”为电缆序号；
45.·
穿货物舱工艺盲板的低频电连接器以xxxchm顺序编号，高频插头以xgxxch编号，其中“xx”为电连接器序号；
46.·
穿罐的低频电连接器以xxxcg顺序编号，其中，xx为电连接器序号
47.·
按照上述电缆标识要求，对电缆和穿舱、穿罐电连接器进行标识；
48.·
每根电缆的电连接器均需进行标识，具体要求如下：
49.a.与船上设备连接的电连接器标识需与对应的设备插座代号一致；
50.b.与货物舱盲板、推进舱电池操作口和真空罐连接的电连接器标识需与盲板、电池操作口和真空罐上对应的插座代号一致；
51.c.与km6通用电缆连接的电连接器与通用电缆编号一致；
52.d.与转接电缆、地面测试设备连接的电连接器标识由分系统自定义。
53.②
电缆穿舱设计
54.部分电缆铺设在舱内，需要设计专用接口(盲板)以引出舱内电缆。盲板用于航天器舱内外电缆、管路的连通。对于密封舱，要求盲板具备密封功能。根据电缆配套、航天器构型，确定盲板的数量、盲板上布置的接插件类型、数量、标识、支架及其它要求。盲板上的接插件标识要内外对应一致，防止电缆误插接。
55.对盲板上的接插件进行分配，确保航天器舱内外的电缆一一对应。
56.③
电缆穿罐设计
57.真空罐提供航天器试验所需的真空环境，罐壁上安装密封法兰，为罐内外电缆连通提供通道。根据罐内外电缆配套、航天器在罐内的停放方位，确定穿罐法兰盲板的数量、法兰上布置的接插件类型、数量、标识及其它要求。
58.④
电缆长度设计
59.结合航天器的构型、盲板、法兰的位置、航天器在真空罐内的停放方位、地面设备的布局，确定电缆的长度并留有3米左右的裕量。过长的电缆要分段转接，便于操作实施和随船转运。1553b总线电缆设计要遵循g289a《数字式时分制指令/响应型多路传输数据总线》的规定，以防信号传输错误。
60.⑤
电缆接点分配
61.明确电缆接插件代号、接点定义、去向、功能、信号类型，形成接点表，作为开展电缆生产的依据。
62.3)基于上述电缆需求分析，形成热试验电缆结构图，作为电缆插接及检查确认的依据。按如下步骤生成热试验电缆结构图。
63.①
区域划分
64.按照电缆布置区域，划分为航天器舱内、航天器舱外/真空罐内和真空罐外三个区域。每个区域以不同的颜色表示。
65.②
功能划分
66.根据航天器系统功能，把电缆划分为不同的功能模块(如推进、控制、能源等)，每个功能模块生成独立的连接关系图，从而避免不同的功能模块电缆混淆。
67.③
设备布局
68.把船上设备、试验设备、测试设备放入对应的区域、功能模块中
69.④
设备布局
70.按照电缆需求清单，形成电缆连接关系图。电缆连接关系图要注明电缆标识、舱内外、罐内外标识、接插件标识。按照电缆连接关系图，进行电缆安装、插接。
71.本实用新型的大型航天器热试验地面电缆布线结构，解决了大型载人航天器热试验地面电缆设计方法不明确、流程不清晰带来的漏设计、误设计问题，具体效益如下：
72.1)天舟货运飞船验采用上述方法设计热试验地面电缆后，确保了百余根热试验电缆的正确设计、生产、插接，从而确保了试验的顺利进行；
73.2)本方法可扩展应用到空间站、大型卫星等大型、超大型航天器地面真空热试验电缆设计中。
74.需要说明的是，以上说明仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解，对于本领域技术人员来说，在不脱离本实用新型技术构思的前提下还可以做出若干改变和改进，这些都包括在本实用新型的保护范围内。