EPRO優(yōu)勢PR9376-010-010傳感器EPRO優(yōu)勢PR9376-010-010傳感器

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Hengstler - 0568226  AC58/1212EK.42SHB

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BANNA FB21-040KG/A 15~69L/min 流量傳感器0.5級

Barksdale UPA5-400b/4-20/G1/4 Barksdale 0434-190 UPA5-400b/4-20/G1/4 pressure transmitter

Electronicon E62.F81-203EL0 Electronicon E62.F81-203EL0 20uF, 1120VDC/680VAC, 48x81mm

Electronicon E62.F81-203D10  20uF, 1120VDC/680VAC, 48x81mm

METO-FER CH-2540

CEAG GHG?418?8190?R5507 選擇開關(guān)CEAG -GHG4188190R5507 EX-CONTROL SWITCH SM5, CS5

EMG Automation 392359-00079726 "EMG Automation 392359 Ed 301/6 Ds. 230/400 V ± 10 % - 50 Hz S1/S3 - 60%

ED, max. 1500 c/h -25...+50°C, RAL7022, IP65"

KIEPE 91.043.450.001 Vossloh Kiepe 91043450001 HEN 001

metrix? ST5484E-151-032-00

SPECK PUMPEN Y-4018.0012 AUFTR NR:R01442 Pnr.000848356 "Speck  Y-4081.0381   IE3

(old: Y-4081.0012I"

IRION&VOSSELER 502739-13 NE214.013AX01 24VDC Irion Vosseler NE214.013AX01

FSM AG TYP DPS ser nr:02092807ARo  0-500PA 4-20MA 19-31VDC Pmax:25000Pa

FSM "DPSZ 0... 12500 Pa, 62500 Pa, Output: 4... 20 mA, 12... 32

VDC"

有效載荷是指航天器上裝載的為直接實現(xiàn)航天器在軌運行要完成的特定任務(wù)的儀器、設(shè)備、人員、試驗生物及試件等。航天器有效載荷是航天器在軌發(fā)揮終航天使命的重要的一個分系統(tǒng)。 [1] 

有效載荷是航天器重要組成部分，說它重要，是因為對有效載荷選擇和設(shè)計的終功能和性能的品質(zhì)將直接影響到終特定航天任務(wù)實現(xiàn)的品質(zhì)。航天器平臺裝載了有效載荷，就成為完整的能完成特定空間任務(wù)的航天器了。因此，若把航天器視為一級系統(tǒng)，則平臺和有效載荷是從屬于它的兩個二級系統(tǒng)，二者是處在同一層次的兩個分系統(tǒng)。 [2] 

中文名

有效載荷

外文名

Payload

性    質(zhì)

航天器分系統(tǒng)

目錄

1. 1 分類
2. 2 地位與作用
3. 3 工作環(huán)境
4. 4 系統(tǒng)研制程序
5. 5 研制要求

分類

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航天器的有效載荷隨著任務(wù)的不同而不同，故其種類繁多，有多種不同的分類。按照航天器及有效載荷的用途，大致可分為遙感類（或稱為信息獲取類）、通信類（或稱為信息傳輸類）、導(dǎo)航類（或稱為信息基準(zhǔn)類）、科學(xué)類、對抗類及其他，如概述圖所示。 [2] 

衛(wèi)星的有效載荷就是直接執(zhí)行特定衛(wèi)星任務(wù)的儀器、設(shè)備或分系統(tǒng)。有效載荷的種類很多，即使是同一種類型的有效載荷，性能差別也很大。有效荷載能力就是指這些儀器、設(shè)備或分系統(tǒng)的性能和探測能力。

遙感類有效載荷是指對地觀測的各種遙感器，包括可見光遙感器（利用膠片和光電）、多光譜掃描儀、紅外遙感器、微波輻射計（無源）、雷達或散射計等。這些遙感器可以獲得地面（水面）或大氣、空間等的各種或民用信息。

通信類有效載荷是一種典型的有效載荷，主要由轉(zhuǎn)發(fā)器和天線組成。這類有效載荷可用用或民用衛(wèi)星通信，也可用于遙感類航天器的信息對地傳輸，在商業(yè)和軍事航天活動中占有統(tǒng)治地位。 [2] 

導(dǎo)航類有效載荷是指提供空間基準(zhǔn)和時間基準(zhǔn)信息的各種儀器和設(shè)備。這類有效載荷可用于衛(wèi)星導(dǎo)航。

科學(xué)類有效載荷包括X射線望遠鏡分光儀、太陽光學(xué)望遠鏡、離子質(zhì)譜儀、X射線分光計以及各種空間環(huán)境測量和監(jiān)測裝置等。這類有效載荷可用于空間環(huán)境探測、天文觀測和空間科學(xué)試驗等。

對抗類有效載荷包括激光、微波、粒子束、動能、電子干擾、機器人抓捕或吸附、計算機病毒、污染等工具或設(shè)備。這類有效載荷可用于空間防對抗。 [2] 

其他有效載荷主要包括新技術(shù)試驗有效載荷和特殊有效載荷兩類。新技術(shù)試驗有效載荷是指一些未得到在軌考驗的新的航天器、分系統(tǒng)和儀器設(shè)備乃至元器件等技術(shù)，通過專門的新技術(shù)試驗衛(wèi)星發(fā)射到某種軌道上進行試驗，以驗證其原理、方案、可行性、兼容性和可靠性等。特殊有效載荷是指非技術(shù)性的有效載荷，例如，太空旅游（有效載荷是旅游者）、太空紀(jì)念品（有效載荷是信封、旗幟等）。 [2] 

單一用途的衛(wèi)星，一般裝有一種或兩種有效載荷。多用途衛(wèi)星，一般裝有幾種有效載荷。隨著航天技術(shù)的不斷發(fā)展，有效載荷也在逐步向低功耗、小質(zhì)量和小體積的方向發(fā)展。對于對地觀測衛(wèi)星而言，把多種遙感器安裝在一顆衛(wèi)星上去完成不同的任務(wù)，是提高效費比的主要發(fā)展趨勢。安裝不同有效載荷的衛(wèi)星，結(jié)果就是多用途衛(wèi)星，如資源偵察衛(wèi)星、環(huán)境氣象衛(wèi)星、導(dǎo)航定位衛(wèi)星等。

地位與作用

編輯

有效載荷是航天器的核心，在航天器設(shè)計中起主導(dǎo)作用。

1．從應(yīng)用功能看

航天器的性質(zhì)和功能主要是由有效載荷決定的?？臻g航天任務(wù)是通過航天器來完成的，而航天器在太空中完成任務(wù)、實現(xiàn)功能的標(biāo)志是產(chǎn)生符合任務(wù)要求的輸出。航天器的有效輸出主要是有效載荷的輸出。航天器平臺內(nèi)的各分系統(tǒng)一般是從不同的角度和方面為產(chǎn)生直接輸出的有效載荷或為平臺內(nèi)其他分系統(tǒng)提供服務(wù)和支持的。例如，通信廣播衛(wèi)星上提供通信和廣播服務(wù)的轉(zhuǎn)發(fā)器和天線；氣象衛(wèi)星上獲得大氣云圖的各種輻射計、合成孔徑雷達；地球資源衛(wèi)星上的CCD相機、紅外相機；海洋衛(wèi)星上的海洋水色儀、雷達高度計與成像光譜儀等。 [2] 

2．從研制難易看

有效載荷因其種類繁多、儀器復(fù)雜，現(xiàn)成為航天器研制中的瓶頸所在。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，航天技術(shù)走向應(yīng)用階段的今天，平臺已經(jīng)比較成熟了，而其上的有效載荷，卻因航天任務(wù)的多樣性，要滿足多種應(yīng)用任務(wù)的需要，研發(fā)更多的新儀器、新設(shè)備。而每一種新型遙感儀器、觀測儀器、科學(xué)儀器的研制，從用戶需求出發(fā)，經(jīng)初步方案論證、可行性研究，到確定總體方案，進行關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，模樣、初樣、正樣階段研制，到后發(fā)射上天，大約需要十年甚至幾十年的時間。 [2] 

3．從研制經(jīng)費看

有效載荷與平臺研制經(jīng)費比例約為3:1，有效載荷占有明顯的優(yōu)勢。無論是遙感衛(wèi)星還是通信衛(wèi)星，平臺與有效載荷質(zhì)量之比、研制經(jīng)費之比，兩者的比例關(guān)系相似。有效載荷研制經(jīng)費約占整星總經(jīng)費的75%，也就是說有效載荷研制經(jīng)費約是平臺的3倍。這也從一方面說明了有效載荷在整星研制中的份量和重要性。

因此，要使有效載荷能夠在軌正常發(fā)揮航天使命，就必須要求航天器各個保障分系統(tǒng)在軌全壽命周期內(nèi)都要正常工作，向有效載荷提供必要的支持和保障，否則再好的有效載荷也不能發(fā)揮終的作用。這就要求航天器的電源分系統(tǒng)向有效載荷提供足夠的電源；熱控分系統(tǒng)要保證有效載荷有合適的工作溫度；結(jié)構(gòu)分系統(tǒng)要保證有效載荷有足夠的強度和剛度；控制分系統(tǒng)要向有效載荷提供軌道保持和高精度的指向；測控、數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)要向有效載荷提供足夠的遙測參數(shù)和遙控指令等。這里要補充一點說明，上述各保障分系統(tǒng)不僅要為有效載荷提供必要的支持和保障，而且，要為各保障分系統(tǒng)之間相互提供必要的支持和保障。所以，在系統(tǒng)設(shè)計時，組成航天器平臺的各分系統(tǒng)既要以有效載荷的需要作為它們基本的設(shè)計要求，同時，有效載荷對平臺各分系統(tǒng)提出的設(shè)計要求，也應(yīng)是在航天器系統(tǒng)總設(shè)計師主持下，經(jīng)有效載荷和平臺各分系統(tǒng)充分協(xié)商后確定的，應(yīng)符合航天器功能實現(xiàn)和整體優(yōu)化的原則。 [2] 

同樣，由于航天器有效載荷又是航天器應(yīng)用系統(tǒng)的組成部分，所以航天器有效載荷的設(shè)計還必須滿足航天器應(yīng)用系統(tǒng)的需求，要做好與應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)其他組成部分的協(xié)調(diào)，努力實現(xiàn)航天器應(yīng)用系統(tǒng)的整體優(yōu)化。例如，通信衛(wèi)星有效載荷的轉(zhuǎn)發(fā)器飽和通量密度Ws、有效全向輻射功率EIRPs。、接收系統(tǒng)性能品質(zhì)( G/T)s。等指標(biāo)必須與地面應(yīng)用系統(tǒng)（各種地面通信站或終端）的有效全向輻射功率EIRPE、接收系統(tǒng)性能品質(zhì)(G/T)E。等指標(biāo)通過通信鏈路分析使其協(xié)調(diào)，才有可能使衛(wèi)星完成在軌航天任務(wù)，實現(xiàn)衛(wèi)星通信。 [2] 

工作環(huán)境

編輯

有效載荷作為航天器系統(tǒng)的核心，其設(shè)計要求和一般工程系統(tǒng)項目設(shè)計要求不同。其中，產(chǎn)生不同的大原因之一是由于它會遇到一般工程系統(tǒng)項目所沒有的一些特殊環(huán)境。這些特殊環(huán)境主要包括有效載荷暴露在太空運行時所遇到的各種外部空間環(huán)境（如大氣環(huán)境、等離子體環(huán)境、空間碎片等），以及有效

載荷在航天器內(nèi)部所遇到的各種平臺內(nèi)部環(huán)境（如力學(xué)環(huán)境、熱環(huán)境、電磁環(huán)境等），如圖2 -1所示。在有效載荷分析與設(shè)計中，需要把這些特殊環(huán)境作為約束條件，使研制出的有效載荷能適應(yīng)這些特殊環(huán)境。正是由于特殊環(huán)境的影響，航天器有效載荷的研制過程和產(chǎn)品與一般項目有很大的區(qū)別，例如空間相機與家用相機，在結(jié)構(gòu)、外形、材料、性能、價格等方面都有很大差異。因此，研究有效載荷的環(huán)境要素及其對有效載荷的影響，在有效載荷的研制和應(yīng)用全過程中占有特殊重要的地位，也是有效載荷系統(tǒng)設(shè)計的重要環(huán)節(jié)和依據(jù)。 [2] 

系統(tǒng)研制程序

編輯

有效載荷分系統(tǒng)的研制一般要經(jīng)歷約束條件分析、技術(shù)指標(biāo)確定、技術(shù)方案制定、技術(shù)指標(biāo)分配、詳細設(shè)計、試驗驗證、制造裝配和應(yīng)用等步驟（見圖3 -3），而且往往要有幾次循環(huán)反復(fù)，才能使研制方案更合理、更優(yōu)化。

1．約束條件分析這是有效載荷系統(tǒng)研制的*步。需要在航天器總體分析與設(shè)計的基礎(chǔ)上，考慮航天器的系統(tǒng)要求、環(huán)境條件、技術(shù)水平、時間周期、經(jīng)費投入等多種制約因素，進行有效載荷系統(tǒng)的約束條件分析，明確有效載荷系統(tǒng)研制的目標(biāo)和技術(shù)途徑。 [2] 

2．技術(shù)指標(biāo)確定

航天器的主要特征和性能參數(shù)，例如外形尺寸、質(zhì)量、功耗、姿態(tài)控制精度等，主要是根據(jù)有效載荷的要求而確定的。因此，在有效載荷總體技術(shù)指標(biāo)設(shè)計時，必須考慮航天器平臺的承載能力，兼顧技術(shù)指標(biāo)的*性與可實現(xiàn)性，通過綜合分析和論證，確定有效載荷的總體技術(shù)指標(biāo)。有效載荷的總體技術(shù)指標(biāo)應(yīng)全面和定量，具有確切的定義，并具有可測性。 [2] 

3．技術(shù)方案制定

方案制定應(yīng)以滿足總體技術(shù)指標(biāo)為前提，研究分析各種限制條件，制定多種技術(shù)方案，從中選擇方案。所確定的方案應(yīng)兼顧創(chuàng)新性和繼承性：鼓勵采用新技術(shù)、新材料、新工藝以及*的設(shè)計方法和手段，但應(yīng)盡可能地采用現(xiàn)成的和成熟的技術(shù)，盡可能地采用簡潔的而整體性能和功能又能滿足要求的方案，這樣可以節(jié)省經(jīng)費，縮短研制周期，提高可靠性。 [2] 

4．技術(shù)指標(biāo)分配

有效載荷總體技術(shù)指標(biāo)的分配，一般要經(jīng)過分析預(yù)估、調(diào)整、驗證等迭代過程。在有效載荷總體方案和技術(shù)指標(biāo)確定后，要將其指標(biāo)分配到有效載荷內(nèi)部的各子系統(tǒng)。各子系統(tǒng)通過分析和比較，終確定各子系統(tǒng)方案，從而分析、預(yù)測出各子系統(tǒng)所能達到的指標(biāo)值。綜合各子系統(tǒng)對總體技術(shù)指標(biāo)所能作的貢獻，得出有效載荷的總體技術(shù)指標(biāo)預(yù)測值。如果預(yù)測值達到或優(yōu)于總體設(shè)計指標(biāo)，則可以按預(yù)測值為基礎(chǔ)進行分配；如果預(yù)測值不滿足總體設(shè)計指標(biāo)要求，就要進行另一個循環(huán)的分配和預(yù)測，必要時應(yīng)對影響總體設(shè)計指標(biāo)的關(guān)鍵子系統(tǒng)從方案到技術(shù)途徑等方面做進一步的改進、優(yōu)化。這種指標(biāo)分配的迭代過程使指標(biāo)分配結(jié)果達到佳的效果。 [2] 

5．詳細設(shè)計與驗證

在有效載荷的詳細設(shè)計階段，技術(shù)方案、技術(shù)指標(biāo)和技術(shù)途徑都已經(jīng)明確，應(yīng)對有效載荷的各子系統(tǒng)、各部件進行詳盡的設(shè)計，為有效載荷制造和系統(tǒng)軟件制作提供全部技術(shù)資料。根據(jù)有效載荷詳細設(shè)計制造和裝配出來的產(chǎn)品，應(yīng)進行檢測、試驗和環(huán)境模擬試驗來驗證有效載荷的性能、功能以及環(huán)境適應(yīng)性。如果在檢測和試驗中發(fā)現(xiàn)問題，則需要改進設(shè)計，甚至重新進行約束條件分析，并根據(jù)改進設(shè)計制造和裝配出新的產(chǎn)品，再進行檢測和試驗，直到所有的檢測和試驗均能通過為止。 [2] 

詳細設(shè)計分初樣和正樣兩個階段。全部通過檢測、試驗和環(huán)境模擬試驗的詳細設(shè)計稱為有效載荷的正樣詳細設(shè)計；需修改和改進的詳細設(shè)計稱為有效載荷的初樣詳細設(shè)計。

6．制造裝配和應(yīng)用

有效載荷詳細設(shè)計和驗證的后繼研制程序就是有效載荷正樣的制造裝配和應(yīng)用，應(yīng)注重使設(shè)計出來的產(chǎn)品有較好的工藝性、裝配性和可靠性，注重制造裝配和應(yīng)用的經(jīng)濟性。

研制要求

編輯

不同類型的有效載荷其具體研制要求不同，甚至有相當(dāng)大的區(qū)別，然而，有一些共同性的問題在研制中是必須加以考慮的。航天器有效載荷的研制應(yīng)遵循以下基本要求：

1．認真理解用戶需求，正確確定總體技術(shù)指標(biāo)

該項工作是十分重要的。用戶需求往往是針對航天器或針對整個航天器應(yīng)用系統(tǒng)提出的，而不是直接對有效載荷提出的，有效載荷設(shè)計者就需要與航天器應(yīng)用系統(tǒng)和航天器總體設(shè)計者一起，根據(jù)用戶需求，進行綜合分析，確定有效載荷的總體指標(biāo)，要盡量全面和定量。例如對于光學(xué)成像遙感衛(wèi)星，用戶往往提出地面分辨率、觀測帶寬度、重復(fù)觀測周期等要求，也不是*針對有效載荷的，而與衛(wèi)星軌道類型（包括傾角、高度等）、光學(xué)系統(tǒng)的焦距、像元尺寸、掃描方式、指向控制能力等都有密切的關(guān)系。 [2] 

2．認真研究各種約束條件，科學(xué)選擇有效載荷方案

有效載荷的設(shè)計一般都有幾種方案可供選擇，在滿足總體指標(biāo)前提下，必須認真研究各種約束條件，從多方面進行比較，盡量使選擇的方案優(yōu)化。方案的比較要盡量量化，不同因素要賦予不同的權(quán)重。過分強調(diào)方案的技術(shù)指標(biāo)越高越好的觀點是不正確的，應(yīng)以滿足用戶需求為原則；當(dāng)然技術(shù)可行性和經(jīng)濟性的考慮也是重要的。 [2] 

3．從系統(tǒng)出發(fā)，合理分配技術(shù)指標(biāo)

有效載荷總體技術(shù)指標(biāo)確定后，要將指標(biāo)合理分配至設(shè)備級、部件級。這種分配要將有效載荷作為系統(tǒng)看待，進行系統(tǒng)性能綜合分析，指標(biāo)分配結(jié)果要使系統(tǒng)優(yōu)。例如，衛(wèi)星光學(xué)遙感系統(tǒng)的調(diào)制傳遞函數(shù)( MTF)已分配至有效載荷光學(xué)遙感器之后，要將光學(xué)遙感器作為系統(tǒng)進行MTF指標(biāo)分配。光學(xué)遙感器的MTF是光學(xué)系統(tǒng)MTF、探測器MTF和成像電路MTF等之積，MTF指標(biāo)的科學(xué)合理分配必須從系統(tǒng)出發(fā)。 [2] 

4．通過仿真和試驗來驗證優(yōu)化設(shè)計

上面所說的確定總體指標(biāo)、選擇方案、分解指標(biāo)并不是一個單方向過程，往往需要多次迭代，才能使設(shè)計更加合理、科學(xué)；與此同時在設(shè)計中建立和應(yīng)用恰當(dāng)?shù)哪Ｐ瓦M行仿真分析可以使設(shè)計更優(yōu)化。通過仿真分析確定系統(tǒng)、設(shè)備和部件的參數(shù)，對系統(tǒng)性能進行預(yù)估，可降低研制成本，縮短研制周期，但模型的正確性必須經(jīng)過驗證。即使這樣，一般還需要進行“設(shè)計一試驗驗證一修改設(shè)計”的循環(huán)，才能使設(shè)計盡量滿足要求。這就是各研制階段的任務(wù)，每個階段都要通過評審。 [2] 

總體而言，航天器有效載荷的研制主要要考慮以下原則：

(1)技術(shù)指標(biāo)的確定應(yīng)滿足用戶要求，兼顧*性與可實現(xiàn)性。

(2)技術(shù)途徑的選擇應(yīng)盡量采用成熟技術(shù)，以保證可靠性和經(jīng)濟性等。

(3)技術(shù)方案的制定應(yīng)充分考慮各種約束條件，以及加工、裝調(diào)和測試的可行性。