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航天科技五院510所电推进系统

专家称中国航天器即将迈入“电推进时代”

2016年11月01日 21:05 来源:中国新闻网

  中新社珠海11月1日电 (记者 张素)中国首台200毫米离子电推进系统1日出现在第十一届中国国际航空航天博览会现场。专家表示,中国航天器即将迈入“电推进时代”。

  离子电推进系统被形象称为“电火箭”。相比以往航天器用燃烧化学燃料排出炽热气体的推进方式,离子电推进技术采用的是喷出带电粒子或离子的新方式,能够大幅减少推进剂燃料,并且操控更灵活、定位更精准、推进速度增量更高。

  中国航天科技集团五院510所所长、电推进项目总指挥张伟文说,以往航天任务中,航天器需携带大量燃料,不仅占用空间,还大大增加了自身重量。

  他以中国目前通信卫星主要采用的中等容量卫星平台为例,卫星重量达到4.8吨,其中燃料占大部分,需要两个1400升的贮箱来容纳。但如果采用离子电推进系统,可节省80%的燃料,使卫星“瘦身”至1.8吨。

  张伟文介绍,510所自主研制的200毫米离子电推进系统,已具备在轨可靠稳定运行15年以上的能力,计划在2017年上半年搭载发射,实现国内首次电推进系统在轨应用。

  综观当前国际电推进技术应用日益广泛,比如美国完成了全电推进平台“波音702SP”的设计,日本“隼鸟”太空探测器和欧洲“智能1号”太空船也对电推进技术进行了空间试验。2015年,飞行了49亿公里的美国“黎明号”探测器抵达谷神星,该探测器装配有离子电推进器。

  离子电推进系统不仅实现卫星大容量、长寿命、更经济、更高效,也将影响深空探测活动的进程。

  张伟文说,自2014年启动300毫米离子电推进系统以来,现已完成工程样机的研制,达到国际同类产品的技术水平,为转入正式应用奠定了坚实的技术基础,“这款系统适用于深空探测主推进任务”。

  针对未来应用,510所还已研发100毫米离子电推进系统、400毫米离子电推进系统和多级高功率电推进等产品,可满足近地轨道及深空探测等多个领域的不同需求。(完)


2013年,510所自主研发启动LIPS-300离子推力器研制项目,任命王亮为项目负责人。当时对5kW级的离子推力器认识停留在文献调研阶段,对关键技术及技术风险的认识和把控不可能一蹴而就,当务之急就是在充分论证和继承的基础上,开展样机研制,通过技术迭代,深化认识,吃透技术,加快研制进程。任务确定之后,加班就成了家常便饭,一周七天,天天如此。研制团队随时讨论修改方案,大家群策群力,在王亮看来,集体讨论不仅有利于高效解决问题,还有利于启迪智慧、凝聚人心。当时大家都热情高涨,不辞辛苦,仅仅用了2个月时间,就完成了首轮方案的确定及详细设计。2013年底开展了首次点火摸底试验,成功实现了5kW工况束流引出,方案的正确性得到了验证,对暴露出的技术问题也有了更深刻的认识。在随后的2年多时间里,LIPS-300的研制经历了多轮原理样机、工程样机的技术迭代,目前已完成了所有关键技术攻关,性能指标满足用户需求。首台初样产品于今年7月初完成装配,并在8月1日启动了寿命摸底试验。

作为LIPS-300离子推力器新品研发的主管设计师,为达到高性能、高可靠、长寿命技术要求,王亮采用了多项新技术、新结构、新材料及新器件。在研制过程中,他还大胆突破,实现了多项技术创新。他通过磁场优化,降低了放电电压及放电电压的震荡幅值,提高了推力器寿命及工作稳定性。栅极变孔径技术及支撑环安装技术,应用新技术,成功解决了大束流密度下的栅极稳定性、非金属石墨与金属之间的连接、大功率离子推力器热适应性等技术难题。大幅度提高阴极触持极耐溅射能力和栅极寿命。


中国卫通公司到510所开展电推进系统专项调研

2016-06-19

    4月15日,中国卫通公司唐左向总经理助理、曹文海部长、通信卫星事业部孙征虎副总指挥一行来所开电推进系统专题调研。王润福副所长以及相关单位的领导出席了调研会。

    王润福副所长对卫通公司一行的专程调研指导表示热烈欢迎,结合所宣传片,王润福副所长就我所的发展历史、机构设置、宇航及武器装备产品研制情况等进行了详细介绍。之后,电推进事业部田立成副总经理做了“电推进系统专题汇报”,双方就电推进系统产品的技术难点、应用需求、工程化等情况进行了深入的沟通和交流,卫通公司对兰州空间技术物理研究所电推进系统的研制能力表示了极大的肯定,为后续双方开展更多合作奠定了坚实的基础。


欧洲通信卫星公司(Eutelsat)代表团来访航天科技五院510所

2016-06-18

    4月13日,欧洲通信卫星公司(Eutelsat)工程部部长安德鲁先生一行5人到访我所,随团来访的还有长城公司高若飞副总裁、五院国际业务部潘峥处长和通信卫星事业部王敏副总师等领导。张伟文所长主持了本次会议,王小军副所长、陈学康科技委主任及有关领导和技术人员参加了会谈。

    张伟文所长对欧通卫公司代表团的到来表示了热烈欢迎,介绍了我所的基本情况,并重点对我所电推进技术的研究历史、取得的成绩和正在承担的重要任务进行了介绍;随后,欧通卫公司代表团在张伟文所长等参会领导的陪同下参观了我所展厅及电推进实验室。欧通卫公司代表团对我所电推进技术研究取得的成就和参观中展现的科研基础能力表示了高度赞许。

    欧洲通信卫星公司(Eutelsat)是世界著名的卫星运营商,也是全电推卫星平台应用的先导者。近年来,五院加强了与Eutelsat公司的交流,实现了连续多年的互访和技术交流,建立了良好的合作关系。此次Eutelsat公司来访我所,主要目的是考察我所电推进产品整体研制能力和水平,将我所作为后续其公司卫星平台的电推进产品供应商。

    张伟文所长表示,此次会谈加深了双方的了解,后续将继续加大与欧通卫公司的交流和合作,力争将我所的电推进产品纳入全球卫星制造商的采购范围,可以使我所的电推进产品在欧洲的卫星上实现真正应用,推进国际化经营工作发展进程。


    对于此次来访,欧通卫公司代表团表达了诚挚的谢意,通过交流参观,更全面深入的了解了我所电推进产品研制实力,为我所电推进产品纳入欧通卫公司供应商目录奠定了基础,并表示将在世界全电推通信卫星领域内进一步推广我所电推进产品的应用。

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        航天科技集团五院510所自主研制的200毫米离子电推进系统(LIPS-200)在2013年12月启动了首个地面长寿命1比1考核试验后,表现良好。截至2016年4月,已累计工作超过12000小时,已具备在轨工作15年以上的能力。

       就像汽车性能取决于发动机,航天器的核心是推进系统,之前使用的都是化学燃料。离子电推进技术却是用喷出带电粒子或离子的新方式,不仅大幅减少了推进剂燃料,而且操控、定位和速度都大大提高。

        由于它能够让航天器寿命更长、容量更大,这项技术一直是各国航天科技梦寐以求的尖端领域。中国的电推进技术将广泛应用在人造卫星、载人飞船等多领域航天器上,向宇宙深处张开更轻、更快的“翅膀”。


电推进氙气加注技术助力深空探测

■本报记者 袁一雪

         502所的科研人员设计出了精密的温度控制系统,通过对氙气源温度、加注设备温度的严格控制,保证了加注过程中氙气温度满足要求。

       当火星探测器“好奇”号在火星着陆时,有多少国人也殷切地希望有一天我国也能完成深空探测的创举。

       去年年底,中国航天科技集团第五研究院502所(以下简称502所)一项对外公布的科研成果,让中国也有望跻身世界拥有深空探测技术的国家之列。这,就是高纯度氙气加注技术。

电推进系统的常用工质

        从上世纪60年代,美国和苏联就开始了电推进技术的相关研究,并于上世纪80年代完成了电推力器工程样机的研制及飞行实验。到上世纪90年代末,电推力器开始在卫星上广泛应用。如今,电推进技术越来越成熟,向更高性能方向发展。

         目前,国际上广泛采用的电推进技术主要有两种。一种是离子发动机技术,其比冲约为3000~4100s;另一种是霍尔发动机技术,其比冲约为1500~1600s。在电推进系统中,需要一种能将电能和机械能相互转化的媒介物质,学名为工质。氙气则是公认的工质。

          在日常生活中,人们对于氙气的认识恐怕只停留在某些汽车品牌使用的氙气大灯上,白色的灯光似乎代表着高端大气,不过这仅仅是对氙气较为浅显的认识。鲜为人知的是,在航天领域,“离子电推进与传统的化学推进相比,比冲要大10倍。”中国空间技术研究院502所研究员武葱茏告诉《中国科学报》记者。

         在宇航推进中,表征其性能优劣的主要指标就是推进技术的比冲,也就是消耗单位质量推进剂所能产生的冲量大小。比冲越大,推进技术性能越高。“对于同样的宇航任务,电推进携带的推进剂约为化学推进的十分之一,甚至更少。这样对于深空探测任务来说,电推进比化学推进更具优势。”武葱茏进一步解释说。

         虽然在世界其他航天科技大国,氙气的使用已经不是新闻,但在国内还是空白。世界各国对于氙气一些特性的应用更是严格保密,因为高纯度氙气对宇航领域来说是一种战略资源。“当我们开始电推进研究时,因为国内氙气纯度较低转而从国外购买时,还受到了国外的限制。”武葱茏表示。

先描绘氙气图谱

         既然是空白,且无法从其他渠道拿到全面可靠的数据,那么关于氙气的一切都要尽自己之力开始研究,首先需要了解的就是氙气的特性。2015年3月,502所成功绘制出了国内首张氙气物理特性图谱,获得了氙气在不同状态下温度、压力、密度的变化规律。为了绘制氙气特性图谱,科研人员自主研制了氙气物理特性试验系统。他们根据电推进系统工况要求设计了试验方案,开展了氙气物理特性测量试验。

        氙气物理特性图谱的成功绘制,为电推进系统工程应用奠定了坚实的基础。但这并没有减少之后工作的困难,502所马上面对的就是最难的部分——如何将氙气成功加注到卫星上。

从地面到卫星,502所迈过了无数困难。

打响加注氙气攻坚战

          在众多困难中,有三个是最棘手的。首当其冲的就是如何保证氙气的纯度,不论是购买的氙气源纯度还是加注过程中的氙气纯度都需要保证。“卫星推进系统中氙气浓度要求最低也要达到99.995%,其中的水氧含量均不能超过2ppm。”武葱茏说。ppm是百万分比浓度单位,也就是说1升氙气中,水或氧的含量不能超过0.002毫升。一旦超过这个限值,容易造成电推力器阴极氧化,导致其寿命受损。在保证氙气源纯度的同时,还要保证加注前卫星电推进系统、地面加注系统的纯度满足要求。为此,502所的科研人员经过大量的仿真分析和试验摸索,得到了具有针对性的系统纯度保证技术,解决了氙气加注过程中的一大难题。

         此外,氙气源的获取也是科研人员面临的难题。氙气的提取极其困难,因为在空气中氙气的含量是1/10-8,所以氙气往往从钢厂大型空分设备中提取获得。但在调查了首钢、邯钢和武钢后,502所的科研人员发现这些制备的氙气纯度都达不到宇航级要求。

         在国内氙气供给不足,国外进口宇航级氙气受阻的情况下,502所的科研人员从国外进口少量的高纯度氙气,一边打报告给上级要求加强国内制备高纯氙气的能力。“现在已经完成了招标工作,我们也已经开始高纯氙气的制备。”502所高级工程师宋飞告诉记者。

         而在氙气并不充足的日子里,科研人员自己创造了实验室内部的提纯氙气的方法。他们利用氙气超临界点偏高的特性,将温度降低到十几摄氏度时,其他气体没有变化,但是氙气则呈现液态的特点,这样再进行抽真空,将这个温度下氦气、氪气等惰性气体抽出,反复多次就可以得到高纯度氙气。

        接下来,需要完成的就是如何将氙气注入卫星中。“地面氙气源的压力在6Mpa左右,首先可以在自由压力的状态下将氙气源落压填充到卫星中,但当氙气源和卫星压力平衡后,我们就需要想办法将氙气源增压。”宋飞介绍道。

       这个看似简单的过程对于氙气加注工作来说却是另一个难题。首先,氙气的物理特性非常特殊,在加注过程中要避免固态氙的出现;其次,要保证整个加注过程中氙气的纯度;第三,如果使用传统的增压泵机械加注方式,氙气会将机械做功产生的动能转化为热能,令温度迅速上升。但是,卫星上氙气瓶的温度要求不超过45℃。不仅是温度会超标,温度迅速攀升会造成加注过程中氙气压力的不断增加,可能在氙气加注完成之前卫星内部的气压就超过了设计值。

      502所的科研人员通过调研发现有的国家在选择机械加注方式的时候只能加注几公斤的氙气,且速度非常慢,但这对于需求量较大的卫星并不适用。

       那么,如何在加注过程中保证卫星上氙气瓶的温度不超过45℃,同时完成规定的加注量,并且保证氙气的纯度是一项挑战。科研人员开始关注另外一种加注方式,通过“中转站”来完成加注。

       “中转站”是个关键的转换装置。通过对“中转站”内部降温,使其内部氙气压力随之降低,当低于氙气源的压力时,在压差的作用下,氙气源中的氙气会流入“中转站”。之后,通过“中转站”内部的加热系统,让流入内部的氙气升温,氙气的压力随之升高。当压力高于卫星上的氙气瓶时,同样利用压差的原理,让氙气从“中转站”流出,进入卫星上的气瓶中。因为目前“中转站”的体积较小,所以需要不断重复上述过程,才能完成规定的加注量。

       同时,502所的科研人员设计出了精密的温度控制系统,通过对氙气源温度、加注设备温度的严格控制,保证了加注过程中氙气温度满足要求。

        原理看似简单,但是电推进氙气加注技术的方法与具体设计参数都经过了多次仿真和试验摸索。不论是纯度的保证还是氙气加注过程的控制,502所的科研人员都进行了大量的试验,同时也得到了卫星总体单位的高度重视和大力支持。在经过多次“摸爬滚打”之后,终于在去年12月底,502所向相关上级单位展示了这项技术,为我国电推进技术的正式应用提供了强有力的保障。

《中国科学报》 (2016-01-29 第4版 新知)


航天502所全面掌握大容量高纯度氙气加注技术

来源: 中国航天报日期:2016/01/13

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氙气加注现场

       日前,中国航天科技集团公司五院502所采用自主研制的高纯氙气加注设备,开展了电推进系统大容量、高纯度氙气加注演练工作,对星上氙气加注全过程进行了验证。

        所有演练项目均顺利完成,标志着该所全面掌握了电推进系统大容量、高纯度氙气加注技术,填补了国内空白,为电推进系统的工程应用打下了坚实的基础。(薛英民 宋飞)


航天科技专家澄清有关不实传言“离子喷气发动机”不靠谱

         中国航天科技集团公司近日发布消息称,该集团五院502所为某卫星研制的磁聚焦霍尔电推进系统顺利完成交付。消息传出后受到众多媒体关注,被广为转载。

         这两天,502所专家发现有关消息越转越不靠谱。“比如有媒体报道中说成离子喷气发动机。其实磁聚焦霍尔推力器属于稳态等离子体电推进,与离子推力器属于两种不同工作原理的电推进技术。”502所高级工程师、电推进系统主任设计师高俊对科技日报记者说。

         宇航推进系统是利用反作用原理,靠对物质加速喷出为航天器提供推力,目前应用最多的主要有两大类型。传统的化学推力器,主要通过推进剂催化反应或氧化剂燃烧剂反应产生高温,将推进剂加热后喷出;新型电推力器则通过电磁场对推进剂进行电离,然后加速喷出。两者都要消耗推进剂,但消耗量有很大区别。

    “对于同样的宇航任务,电推进消耗的推进剂约为化学推进的十分之一甚至更少。”高俊说。

        表现宇航推进技术性能优劣的主要指标叫“比冲”,即消耗单位质量推进剂所能产生的冲量。比冲越大,意味着推进技术性能越高。而比冲的大小则主要取决于推进剂的喷出速度。

        高俊介绍,化学推力器受限于推进剂的化学焓能,推进剂喷出速度有限,约为每秒2至4公里;采用电推进技术则能打破这一约束,喷出速度可达每秒15至80公里,比冲是化学推进技术的十倍以上。

上世纪60年代起,美国和苏联开始了电推进技术研究。

        美国首先在离子和电弧电推进技术上取得突破,由此发展了相关产品并最早实现应用。目前美国在轨应用的离子推力器比冲达到3000至4100秒,性能当属最优。

俄罗斯则率先掌握霍尔推力器技术,其比冲约为1500至1600秒。

       高俊表示,离子推力器比冲高、消耗推进剂更少,但技术复杂, 尺寸、重量较大;霍尔发动机比冲较低,但技术简单、可靠性更高,尺寸、重量较小。“两者各有优势,适用于不同的航天任务。”他说。

        上世纪90年代,美国也开始霍尔推进技术研究及产品研制,已应用于对地静止轨道卫星平台。俄罗斯则已开展第二代霍尔推进技术研究,以磁场聚焦为主要技术路线,可将比冲提高到1800秒以上。目前其已完成样机研制,并进行了地面验证,但尚未开展在轨飞行验证。

        “502所本次交付的磁聚焦霍尔电推进系统就属于第二代霍尔推进技术,比冲达1850秒,性能相比目前在轨广泛应用的霍尔电推进系统提高20%以上,与俄罗斯二代样机指标基本一致。”高俊说,该系统将在国际上首次进行在轨飞行验证。

(科技日报北京1月15日电)


我国首套磁聚焦霍尔电推进系统研制成功

来源: 中国航天报日期:2016/01/07

        近日,中国航天科技集团公司五院502所研制的某卫星磁聚焦霍尔电推进系统顺利完成交付,其性能指标满足总体要求,标志着我国首个磁聚焦霍尔电推进系统研制成功。

        该套磁聚焦霍尔电推进系统采用新一代霍尔电推进技术,代表着国际上目前的主流发展方向,可广泛应用于我国新一代通信、全电推进等卫星平台。与我国第一代霍尔电推进系统相比,新一代磁聚焦霍尔电推进技术在比冲、效率、羽流发散角等方面具有显著优势。

        该套系统飞行产品的研制成功,突破了系统的集成设计技术、安全性设计技术以及系统测试验证技术难关,实现了磁聚焦霍尔电推进系统在高轨卫星上的集成应用,提出了覆盖产品、分系统、整星的完整的电推进安全性技术,并通过了系统级真实地面点火联试。

      同时,该套磁聚焦霍尔电推力器借助多种技术手段,实现了等离子体束的磁场聚焦控制和等离子体束聚焦的电离加速耦合控制等关键技术,并成功完成1.5千瓦磁聚焦霍尔推力器的飞行件研制。

        目前,国际上新一代磁聚焦型霍尔电推进仅完成地面验证,尚未完成在轨飞行。“而此套磁聚焦霍尔电推进系统的研制,打破了这一现状,实现电推进系统首次在高轨卫星上进行飞行验证。”502所磁聚焦霍尔电推进系统主任设计师高俊介绍说。

       在系统控制方面,此套磁聚焦霍尔电推进的电推进电源处理单元及滤波单元的飞行件研制,主要攻克了高效电源转换等关键技术,实现了电源处理单元与推力器的稳定匹配,整机效率达到93.5%,与国际上同类产品技术指标一致。

        502所磁聚焦霍尔推力器主任设计师毛威表示,此套磁聚焦霍尔电推力器较国外同类产品,在比冲、效率等方面性能指标可提升20%以上。(姚天宇 薛英民)


航天科技集团星载电推进系统项目获重要进展

来源: 中国航天报日期:2015/11/20

         近日,由中国航天科技集团公司五院承担的“星载电推进系统地面集成演示验证”项目顺利通过上级现场检查和验收评审。

         这标志着我国电推进工程应用迎来重要进展。孙家栋院士评价称:这实现了电推进技术从过去的“必须用、不敢用”向当前的“必须用、赶紧用”的跨越。

         电推进具有比冲高,整星集成性强的特点。我国经过40多年的研究,突破了离子推力器等单机关键技术。然而,由于电推进涉及高电压供电等系统问题,我国电推进工程应用进展缓慢。为此,五院通信卫星事业部联合510所、502所等单位启动开展电推进系统演示验证的论证工作,系统性地提出了从“系统集成、整星兼容、效能评估”三方面开展试验验证的总体方案并成功获批,成为“十二五”宇航领域首个获批演示验证类项目。

         该项目取得了国际上首次基于大型通信卫星整星电推进点火、9500小时寿命试验等标志性成果。项目成果具有较强的公用性和适应性,将应用于我国东方红系列卫星新研发平台及全电推平台的设计与研制。(仲小清)


中新网兰州10月23日电 (南如卓玛)中国航天科技集团公司五院510所通报,该所自主研制的离子电推进系统近日取得重要成果,该系统在地面长寿命考核试验中已突破10000小时,标志着中国离子电推进寿命考核试验达到了新的里程碑,达到了国际同类产品寿命可靠性水平,为后续电推进系统正式应用奠定坚实基础。

  电推进系统是用电能取代化学能作为卫星的主要动力来源的一种推进技术,也是目前国际航天界最先进的空间推进技术。

  中国航天科技集团公司五院510所介绍,19日下午18时,510所开展的LIPS-200离子电推进系统地面1:1长寿命考核试验累计工作时间达到10000小时,5000次开关机。

  据中国航天科技集团公司五院510所介绍,该试验自2013年12月25日启动以来,确定了离子推力器关键部组件主要失效模式和关键性能参数,首次实现了离子推力器栅极腐蚀形貌在线测量,创新提出了基于整机和关键部组件的小样本可靠性评估方法,具备确保卫星在轨可靠运行15年以上的能力。

  中科院院士、探月工程总设计师孙家栋等多名院士考察试验现场后认为,试验项目化技术为产品,解决了“最后一公里”问题,并建议电推进技术“赶紧用”。

  原神舟号飞船总设计师、五院技术顾问戚发轫院士此前接受中新网记者采访时介绍,目前中国发射通信卫星等航天器采用化学燃料作为动力,执行姿态调整和轨道控制等操作。而采用电推进技术之后,将可以使航天器“瘦身”,并且延长卫星在轨工作寿命。

  据科研人员介绍,该试验仍将继续进行,以获取更多的试验数据和更长的寿命验证结果,为进一步提升产品寿命及可靠性裕度、确保工程应用、加快定型和批产化进程提供支撑。(完)


510所新型离子推力器试验获成功

来源:中国航天科技集团公司 2015-10-16 

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           前不久,由510所研制成功的200+毫米离子电推力器工程样机测试试验获得成功,推力、比冲等主要性能指标满足用户要求。

            200+毫米离子电推力器是在继承200 毫米离子电推力器成熟整体结构和制造工艺的基础上,通过调整工作电气参数和局部结构,有效提升了其推力、比冲、工作寿命,具有使用寿命更长、可靠性更高的优势。

          该产品将主要应用于未来通信卫星、遥感卫星等航天器,也进一步完善了该所电推进产品型谱,是未来电推进领域的关键产品。


510所成立电推进事业部

来源:CAST  2015年10月13日     ]

          近日,510所组建成立电推进事业部,以打破制约研制生产单位发展的“二元结构”,提升抓总能力和管理水平,集中力量把我国的电推进事业发展好,把航天型号应用的电推进产品研制好,把面向所内外的电推进技术服务平台搭建好。

          电推进事业部改制是510所“全面深化改革,再论集中求发展”的重大战略举措之一,该项工作自今年5月底启动以来,得到了所领导、所机关和事业部员工的高度重视,在不借助咨询公司等“外脑”的情况下,完全自主地完成了事业部的改制工作。

         40多年来,510所电推进研制队伍始终瞄准世界一流技术,敢为天下先,坚持创新驱动,虽然征程漫漫历经曲折,但始终咬定青山不放松,面对困难绝不放弃,才逐步说服客户从 “不敢用”到“我想用”,终于到了孙家栋院士所指示的“赶紧用”。后续,510所将以事业部为平台,不断提升技术和管理能力,使电推进项目成为510所后续发展的重要牵引,成为支撑510所“十三五”发展的关键产品。


510所研发的电推进系统通过可靠性试验 中国航天器将进入“全电推时代”

         新华网甘肃频道消息 记者9月14日从中国航天科技集团公司五院510所获悉,该所独立自主研制的中国首台200毫米离子电推进系统的地面寿命及可靠性试验累计工作时间已突破9500小时。这标志着510所电推进系统已达到国际先进水平,将全面迈入工程应用阶段,满足中国通信卫星、高轨遥感、低轨星座以及深空探测器的发展需求,中国航天器即将进入“全电推时代”。

  据介绍,目前我国发射的航天器一直由化学燃料执行空间推进职能,为了完成变轨、姿态调整和南北位置保持任务,航天器需要携带大量燃料,这不仅占用空间,还大大增加了自身重量。如果采用离子电推进系统替代化学推进,执行全电推进方案,使卫星“瘦身”至2吨以下,省出来的空间和重量可安装更多科学设备或通信载荷。当人类开展深空探测需要向更加遥远的火星、小行星、银河系边缘时,探测器携带大量化学燃料进行深空探测是几乎不可能的。因此,未来的深空探测,电推进技术必将成为首选。

  据透露,我国未来发射的新型通信卫星将搭载电推进系统出征太空,并在我国航天器上全面应用。同时,我国2020年建设的空间站也有别于美、俄两国的国际空间站,它将使用电推进技术进行轨道维持,每年可减少几十吨靠飞船天地往返运输的燃料。航天专家说,预计在3至5年内,中国能够实现航天器的“全电推进”。(记者武永明)


中国航天器即将进入“全电推进”阶段

     新华网兰州9月11日电(记者屠国玺)中国航天科技集团公司五院510所自主研制的离子电推进系统11日取得重要成果,该系统在地面长寿命考核试验中已突破9500小时。

  中国工程院院士、五院技术顾问、原“神舟”号飞船总设计师戚发轫等专家认为,这意味着中国航天器电推进系统已达到国际先进水平,中国航天器即将进入“全电推进”阶段。

  航天专家称,电推进系统是用电能取代化学能作为卫星的主要动力来源的一种推进技术,也是目前国际航天界最先进的空间推进技术。

  据戚发轫介绍,目前中国发射通信卫星等航天器采用化学燃料作为动力,执行姿态调整和轨道控制等操作。而采用电推进技术之后,将可以使航天器“瘦身”,并且延长卫星在轨工作寿命。

  戚发轫举例说,目前一颗15年寿命的高轨道卫星大约重5吨,其中化学燃料的贮箱重量就达3吨。而采用“全电推进”方案,将能使卫星“瘦身”至2.5吨,省出来的空间可携带更多的科学设备或通信载荷。

  地面长寿命考核试验,是国际航天界检验电推进系统长寿命、高可靠问题的有效手段和通行做法。专家认为,通过对该技术在中国航天器上的全面应用,可大大提升中国通信卫星、深空探测航天器、重力场测量卫星等的整体技术水平及性能,进一步增强中国商业卫星的国际市场竞争力。

  戚发轫预计在3至5年内,中国能够实现航天器的“全电推进”。


510所电推进产品亮相首届军民融合成果展

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          2015年7月16日至25日,在国防科技工业军民融合成果展上,510所作为五院电推进产品骨干单位全面展示了以离子电推力器、霍尔电推力器为代表的电推进系列产品。这次展览也是国防科技工业领域举办的首次以军民融合为主题的专题展览,以彰显军工高科技带动国家科技创新、助力国家经济社会发展的重要作用。

      会展期间,工业和信息化部副部长、国家国防科技工业局局长许达哲、总装备部科技委主任刘国治等上级领导莅临510所展台,观看了该所研制的lips-100、lips-200、lips-300以及lht-140电推进产品实物,询问了相关产品应用,并对510所在电推进领域长达40多年持续攻关的科学精神和丰硕成果给予了肯定。

      510所通过本次展览,在推介电推进产品的同时,也体现了自身在理论基础、研发创新、成果转化等方面的优势,并通过与其它集团和兄弟单位交流学习,拓展了视野,增加了机遇。


中国航天领域电推进技术首家国际联合实验室兰州揭牌

  中新社兰州1月20日电 (南如卓玛)中国航天科技集团公司五院510所和意大利奥塔公司(ALTA)联合共建的“中意电推进联合实验室”,20日在兰州揭牌成立。这是中国航天领域电推进技术的首家国际联合实验室。

  电推进系统为510所在国内首家研制,具有大幅减少推进剂燃料、操控更灵活、定位更精准、推进速度增量更高等优势,应用于通信卫星平台、深空探测等空间技术。

  “中国和意大利都是国际宇航领域的重要力量,多年来,两国在探索太空、和平利用太空资源方面共同努力,取得重要成果。”五院510所所长张伟文介绍,在中意两国政府合作框架背景下,510所与意大利奥塔公司签署了共建中意电推进联合实验室协议,并正式挂牌运行,将全面开启中意合作创新的新征程。

  张伟文表示,510所历经40年的电推进技术研发,实现了产品在轨应用。奥塔公司作为欧洲空间电推进技术领域的领先企业,服务于德国、法国、荷兰和西班牙境内的多个欧宇航分部。两国将采取技术共享、联合论证、单机互补、联合研制等多种合作手段。

  当日,意大利奥塔公司总裁马里亚诺·安德努西在兰州接受记者采访时表示,中意合作共建电推进联合实验室,将充分发挥各自的人力资源、能力资源,以及技术、人才等优势,开展电推进技术领域的设计研究,以技术创新带动工程技术发展,服务于中国和欧洲的航天市场。同时,促进学术交流和人才培养,打造国际一流的集测验、应用研究和产品研发为一体的国际级联合研发机构。

  张伟文认为,中意联合共建电推进实验室,将大大提升中国在航天技术领域的话语权和参与度,双方将通过共同申报中欧政府合作项目,共同研发世界一流的电推进系统产品。(完)


我国成功研制新型航天器“发动机”

2015年01月02日

      新华社兰州1月2日电(记者张文静、朱基钗)由中国航天科技集团公司五院自主研制电推进系统2日取得重要成果:电推进系统在试验中已突破6000小时,开关机3000次,具备确保该卫星在轨可靠运行15年的能力。这意味着我国的电推进系统已达到国际先进水平,将全面迈入工程应用阶段,满足我国通信卫星系列平台、高轨遥感平台、低轨星座以及深空探测器的发展需求。

      510所所长、电推进系统项目总指挥张伟文告诉记者,2013年12月25日,510所正式启动电推进系统地面长寿命考核试验,这是决定我国电推进系统正式应用于卫星型号的最重要试验。

      张伟文介绍,如同汽车的核心是发动机一样,推进系统是航天器的核心。与航天器用化学燃料排出炽热气体的推进方式相比,电推进技术则采用喷出带电粒子或离子的新方式,有大幅减少推进剂燃料、定位更精准等优势。

      张伟文说,电推进系统能大幅减少卫星和探测器上的燃料携带量,节省下的空间可携带更多有效载荷,实现经济利益最大化。以我国东方红四号通信卫星平台为例,该卫星上装有两个1400升的化学燃料贮箱;若采用电推进系统整星可节省80%的燃料。同时卫星将得到“瘦身”,一颗重量大约为4.8吨的通信卫星重量将减少到1.9吨。“当人类开展深空探测需要向更加遥远的火星、小行星、银河系边缘时,不可能携带大量燃料,电推进系统就是必然选择。”

      510所电推进技术研究室主任张天平说,电推进系统定位更精准。化学燃料的推力非常大,但到了外太空后,卫星处于微重力环境,需要微小推力,而推力较小的电推进系统就能满足精准定位与控制的要求。

      张伟文等科研人员透露,预计2015年底,搭载着上述电推进系统的我国新型通信卫星将待命出发。以此为起点,510所研制的电推进系统将在我国航天器上全面应用,这将大大提升我国通信卫星系列平台、深空探测航天器、重力场测量卫星等的整体技术水平及性能,进一步增强我国商业卫星的国际市场竞争力。

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