ICS49.020CCSV70GB/T40519—2021航天器原子氧防護設計要求國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會IGB/T40519—2021本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由全國宇航技術及其應用標準化技術委員會(SAC/TC425)提出并歸口。1GB/T40519—2021航天器原子氧防護設計要求1范圍本文件規(guī)定了航天器原子氧防護設計的一般要求、設計流程和工作說明。本文件適用于航天器原子氧氧化剝蝕效應的防護設計。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T32452航天器空間環(huán)境術語GB/T32452界定的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1原子氧效應atomicoxygeneffect在原子氧環(huán)境中，材料和結構性能的變化。原子氧入射攻角atomicoxygenincidenceangle原子氧入射方向與結構物體表面法線之間的夾角。迎風面windwardside空間殘余大氣入射方向與表面法線之間夾角介于±90°之間的表面。4一般設計要求4.1基本原則原子氧防護設計應全面覆蓋航天器對原子氧環(huán)境敏感的外露產品及所屬材料，材料應在壽命期內航天器研制全過程中，應從系統(tǒng)、分系統(tǒng)/設備(如太陽電池陣、熱控組件等)、材料三個層級開展原子氧防護設計。2GB/T40519—2021原子氧防護設計應盡量延用已有材料類別、性能數據。4.2環(huán)境分析環(huán)境分析要求如下：a)一般包括航天器原子氧環(huán)境初步分析與航天器原子氧環(huán)境詳細分析兩個部分；b)航天器原子氧環(huán)境初步分析應給出原子氧數密度N值以及不考慮航天器構型情況下原子氧積分通量φ的估算值；c)航天器原子氧環(huán)境詳細分析應給出原子氧數密度N值以及考慮航天器構型情況下原子氧積分通量φ的三維分析值。4.3防護設計防護設計要求如下：a)航天器系統(tǒng)設計時應考慮原子氧的影響，將敏感表面和光學表面盡量遠離迎風面；b)外露分系統(tǒng)/設備應根據原子氧積分通量分析結果，選擇具有足夠抗原子氧剝蝕能力的外表c)當無法確定材料經原子氧剝蝕之后的功能和性能是否滿足要求時，應通過原子氧試驗予以4.4驗證試驗驗證試驗要求如下：a)原子氧防護設計驗證試驗應在不高于10-2Pa的試驗壓力下進行；b)一般采用定向束流式原子氧設備；c)試驗樣品溫度應可測，且不超過80℃;d)試驗中樣品安裝應有專用夾具，避免造成樣品損壞；e)其他要求應按照相關專用技術文件的規(guī)定。5設計流程航天器原子氧防護設計工作流程如圖1所示，分為系統(tǒng)、分系統(tǒng)/設備與材料三個層級，在方案階3GB/T40519—2021方案階段方案階段試驗驗證要求制定系統(tǒng)防護設計狀態(tài)確定防護設計復核/再設計材料抗原是否明確材料驗證試驗原子氧防護設計防護設計復查/確認是否滿足設計要求初步分析詳細分析材料方案制定防護設計要求制定材料篩選任務分析初樣階段材料是是6詳細設計要求分析航天器原子氧防護設計的輸入條件。6.2原子氧環(huán)境初步分析4GB/T40519—2021航天器任務參數。原子氧積分通量估算值按照公式(1)計算。φ=Nvtcosθ (1)航天器原子氧防護設計要求。6.4分系統(tǒng)/設備原子氧防護設計航天器原子氧防護設計要求。5GB/T40519—2021原子氧效應防護設計包括以下內容：a)確認防護設計指標；b)在滿足指標要求的情況下優(yōu)先選用原子氧剝蝕率較低的表面材料。當需要選用原子氧剝蝕分系統(tǒng)/設備原子氧防護設計方案。確定選材類型。方案階段分系統(tǒng)/設備原子氧防護設計方案。航天器任務參數。按照6.2.3.1的規(guī)定。6GB/T40519—20216.7試驗驗證要求制定識別初樣原子氧環(huán)境風險，為分系統(tǒng)/設備原子氧防護設計復核/再設計提供輸入。材料類型、航天器原子氧環(huán)境詳細分析結果。航天器原子氧試驗驗證要求。6.8分系統(tǒng)/設備原子氧防護設計復核/再設計在分系統(tǒng)/設備層面識別原子氧環(huán)境風險，指導材料選型及驗證試驗工作。分系統(tǒng)/設備原子氧防護設計方案、航天器原子氧試驗驗證要求。分系統(tǒng)/設備原子氧防護設計復核/再設計包括以下內容：a)初樣階段航天器技術狀態(tài)無變化，應對分系統(tǒng)/設備原子氧防護設計方案進行復核、確認。b)初樣階段航天器技術狀態(tài)有變化，應按照6.4.3的要求，進行分系統(tǒng)/設備原子氧防護再設計工作。分系統(tǒng)/設備原子氧防護設計復核/再設計結果。6.9材料方案制定制定材料選用方案，滿足分系統(tǒng)/設備原子氧防護設計要求。分系統(tǒng)/設備原子氧防護設計復核/再設計結果、航天器原子氧試驗驗證要求。材料選用方案。GB/T40519—