北斗三號啟動全球服務 “上海制造”為其提供著源源不斷的動力,熱點題材,股票新聞,概念股,主力資金流入

金投資訊

北斗三號啟動全球服務 “上海制造”為其提供著源源不斷的動力
2018-12-28

  北斗衛星導航系統全球組網的新時代。我國北斗導航系統自上世紀九十年代啟動研制,按“三步走”戰略,實施北斗一號、北斗二號、北斗三號系統建設,先有源后無源,先區域后全球,走出了一條中國特色的衛星導航系統建設道路。

  811所在這次型號中承擔衛星電源分系統的研制任務,電源分系統由太陽電池、鋰離子蓄電池組和電源控制單機組成。自2004年起,811所共承擔了21顆北斗導航衛星的電源分系統研制任務。回憶起當初攻下一道道難關的艱辛,北斗導航衛星電源分系統研制團隊感慨萬千。

  勇于挑戰拿下任務

  自2010年圓滿完成北斗導航一期5顆衛星電源分系統的研制任務后,811所啟動了新一代北斗導航電源分系統的預研。然而,激烈的任務競爭局面給了他們當頭一棒。在總裝組織的北斗導航重大專項關鍵技術攻關任務PK中,他們的核心產品電源控制器(以下簡稱PCU)在任務PK中僅排名第三。這讓他們在后續幾十顆組網衛星電源分系統任務的競爭中陷入了極其被動的局面。

  一場臥薪嘗膽的技術攻關自此拉開。PCU技術攻關組和鋰電池攻關組開始了魔鬼般的產品技術開發、試制、驗證、迭代開發、再驗證。2011年起,PCU攻關組成員從手上僅有的國外類似產品設計特點入手,深入分析型號技術指標要求,為811所第一臺適合中高軌道的42V電壓體制的PCU產品忘我攻關。當年10月,在零基礎情況下,順利完成3臺產品的開發和測試,各項技術指標均滿足要求。在同年PCU競爭單位的產品預驗收及現場測試中,811所的PCU電性產品在各項產品測試及后續的上星測試中表現良好,與競爭單位的技術水平基本相當。同時,鋰電池產品的性能指標超越了其他競爭單位產品。

  “滿足十年在軌壽命”對我國中高軌衛星研制是一大挑戰。811所PCU研制團隊通過設計和反復試驗來達到長壽命要求,根據鑒定產品測試結果,811所的PCU產品在技術指標全部滿足要求的同時,裝機元器件的國產化率達99%,為所有單位最高,在充放電效率、負載瞬態特性和重量等方面也具有優勢。同時,該PCU還具有自我診斷治療能力,在部分模塊出現故障時,可通過指令切換實現故障隔離,繼續進行正常電源管理,是名副其實的高效自主PCU。

  通過短短的30個月,811所電源分系統研制團隊完成了競爭單位高軌PCU產品10年以上的技術積累,完成了811所高軌PCU產品平臺跨越式的進步。2015年7月25日,811所參與研制的新一代北斗導航兩顆衛星成功在西昌衛星發射中心發射升空。隨后,811所收到型號總體明確要求,2015年年底前完成4顆衛星的交付任務,同時在2-3年內全部完成后續十幾顆星的交付,為811所“十三五”規劃提供了強有力支撐。

  讓北斗在太空展翅

  相比于北斗一號、北斗二號甚至國外的其他導航衛星,北斗三號的獨特性為電源分系統的設計帶來全新挑戰。

  為保證導航服務效果,北斗三號衛星的信號功率相比北斗一號、北斗二號以及國外主流的其他導航系統,要求增加了至少50%。這也就意味著衛星能耗的增加,電源分系統團隊集智攻關,在電源分系統的三個領域均采用全新設計。

  在太陽電池方面,他們采用了更高效的太陽能電池片,轉換效率高達30%,在初期能發出4000瓦左右的功率,完全滿足整星需求;在儲能電池方面,為滿足對電池重量和體積提出的“減重減體積”和長壽命要求,首次在北斗導航衛星上采用大容量高比能鋰離子蓄電池,其在軌壽命可達10年;在電源控制器上,則使用高效控制器來控制電池溫度,配合30%轉換效率的高效砷化鎵太陽電池,保證了電源系統在正負超過200度的惡劣太空溫度下正常工作,滿足了衛星年長期在軌工作需求。

  值得一提的是,在北斗三號使用的太陽能帆板上,研制人員在考慮基板材料時選擇了碳纖維材料。別看是很大的一張板,拎起來卻如塑料泡沫板。盡管如此,它的強度卻可以跟鋁合金的強度媲美。據團隊研制人員介紹,為保證衛星運行功率,正常情況下衛星要采用幾塊這樣的太陽帆板,采用碳纖維材料,既保證了最多的太陽能帆板面積,也可以將足夠的重量分給其他載荷。

  面對新任務,研制團隊期待再立新功。

  北斗開啟全球服務,是建設的一大步,也是一個新起點。按照規劃,到2020年,我國還將繼續發射11顆北斗三號和1顆北斗二號衛星,完成全面建設,進一步提升系統服務性能;2035年還將建成以北斗為核心,更加泛在、更加融合、更加智能的綜合定位導航授時體系。“有一種奮斗叫北斗導航,有一種成功叫全球組網。”談到未來,811所電源分系統研制團隊表示,將以更加飽滿的熱情,為中國全球衛星導航系統的組網成功再立新功。

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