摘要：在空间开发中，航天飞行器发挥了主要作用，其已经成为航天高技术研究的重点，本人结合现有研究理论，对航天飞行器的工艺特点进行了简要的论述，并根据实际提出其发展前景。
关键词：航天飞行器；工艺特点；发展前景
引言
航天技术是当今世界科技中最为尖端的技术之一，也是一个国家科技水平和综合国力的重要体现，我国航天技术通过半个世纪的发展，已经迈向了世界，人们已经意识到航天飞行器在航天技术中发挥了重要作用，并且对其进行了积极的研究。
1我国研究航天飞行器的现状
经过数十年的发展，我国航天已经步入世界航天大国的行列，进入空间、开展空间活动已取得了长足进步。确保安全、可靠、快速、机动、廉价、环保地进出空间，不仅是未来实现迅速部署、扩充和维护航天器的基础，也是大规模开发利用空间资源的前提。虽然我国一直在不断跟踪国外航天器技术的发展，并开展了若干飞行控制关键技术的预研和技术验证工作，但与国外主要研发机构相比还存在一定差距，在从航天大国向航天强国迈进的过程中，在航天器飞行控制领域主要面临以下两个方面的挑战：1）可靠快速进入空间的控制问题；2）空天飞行自主控制问题。
2航天飞行器的工艺特点
2.1满足结构件的尺寸稳定性
飞行器工艺中需要解决的一个主要问题是飞行器结构件的尺寸稳定性问题。如热膨胀性能，针对飞行器高微波天线反射器结构，尺寸精度是最基本的原则。在空间温度交变的情况下，需要保证稳定的天线尺寸，这是问题的一个关键所在。如针对航天相机的镜筒结构件，为了使镜筒结构件和光学镜头玻璃有效组合而不形成应力，则需要拥有不同材料的光学镜头与镜筒的热膨胀系数要相近。除复合材料外，钛合金的热膨胀系数与光学镜头玻璃的热膨胀系数近似，这就需要在整个加工过程中确保稳定的钛合金尺寸稳定性。
2.2满足温控设计
航天飞行器是由一系列部件构成，这些部件只有在适当的温度环境中，才能有效的、可靠地工作。建立航天飞行器的温度平衡系统是必须的。这就是航天飞行器独有的新的系统。通称温控系统。温件系统从设计上讲有被动温度控制和主动温度控制。从工艺特点来说，主要是涂层工艺要满足温控设计的要求。可采用多种涂层工艺：
1）电化学涂层工艺：其特点是利用电化学原理，使金属表面改变结构，或镀上所需要的金属。这一类有阳极氧化、电镀等涂层工艺。如探测卫星星休蒙皮涂层。
2）蒸发沉积涂层工艺：其特点是在真空中使金属或电介质蒸发，并沉积到被涂表面形成金属膜或电介质膜，以满足所需要的温控表面。
2.3满足飞行器可靠性的要求
焊接工艺与清洗工艺是确保系统高可靠性的重要因素。由于管路的所有接头，包含要求一次性焊成焊接接头，严格禁止出现切断重焊问题，进而防止硬颗粒进入系统确保整体的密封性。特别是针对采用的不脱装的管路系统，在整体情况下实施焊接，由于不会遭遇空间位置的约束，这一焊接工作非常困难。所以，需要利用先进的可以保证一次成功的焊接新技术，以及选择科学的焊接参数。例如利用全面焊接、高频感应钎焊等新技术积极焊接钛合金管路。而电子束焊接等一些创新工艺，虽然比较先进，但是由于飞行器的特殊情况而无法采用。
2.4要满足飞行器重量轻的要求
减轻飞行器结构重量，可以大大提高飞行器的性能和降低总的发射成本。因此，谋求非金属复合材料结构代替现有金属结构的飞行器已愈来愈多的得到了应用。复合材料的工艺特点是：分为初次制造工艺和二次制造工艺。复合材料的另一重要工艺特点是：所谓工艺不像金属材料那样，它的材料性能不是事先知道的，而是要根据结构的具体要求，在设计、制造时加以确定的。所以，存在一个“材料设计”的问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，严格说来，复合材料本身已是一个种比较复杂的“结构”。工艺上采用不同的纤维体积含量、各层纤维方向、厚度、层数、交叉排列次序等，可使材料的力学性能和物理性能有很大的差异。
2.5满足飞行器高精度要求
通过自旋稳定积极控制通信卫星在空间运行姿态，实现同步定点的目的，卫星质量参数特性按照测轨跟踪的高精度的严格要求被限制在某一精度测试范围内。如在零点零几度的高精度范围内充分保证何轴线及其惯性主轴之间的夹角，最终实现在空间中限制其进运，进一步形成稳定的姿态。在这一工艺上怎样实行是一个技术问题。所以，测试星体质量特性的动平衡机需要较小的噪声，以便得到设备的高敏感度。卫星的刚度差异，强度横向较低，促使其形成了很低的自旋转速，一定提升动平衡对系统进行支持的刚度，导致弹性系统的频率超过三倍以上的卫星转速测试，展现出卫星更低自旋转速的特点。这样航天飞行器特有的超低转速、超低频、高精度宇航动平衡机就出现了。
3航天飞行器工艺的发展前景
3.1胶接工艺
通过不同结构的部件模具形成，加快对数控缠绕设备研制，使成形质量得到保证。胶接工艺，随着逐渐应用的复合材料，非金属材料和金属材料大量开始应用胶接工艺。这一技术的关键是选择最好的粘结剂，提升胶接功能及科学的工艺参数；积极组织胶接使用时间试验，提供大量参考数据来延长卫星寿命。
3.2复合材料
因为直接广播卫星的能源要求必然要采用复合材料的太阳能帆板结构以及抛物面的天线，主要是掌握树脂体系的固化规律，通过各种手段来确定工艺参数，加强对模具的研究，不同结构的部件模具材料不同，不同厚度的部件对公差要求不同；加速数控缠绕设备的研制，以确保成形的质量。
3.3数控技术
根据飞行器的工艺特点，卫星结构的密封性对机械加工提出-了新的要求。双曲面密封窗口及其门盖、薄壁高精度复杂的结构件，只有采用数控加工是最合宜的。而且近年来数控机宋的技术不断发展，价格随若下降，用数控技术更新现有设备的时代已经到来。
3.4记忆合金工艺
对于飞行器来说，记忆合金具有很好的发展前景。特别是在自动系统机构的管路中可以通过记忆合金接头代替焊接接头以及螺纹连接，进一步对管路焊接与螺纹焊接无法掌控的微观多余物有效改善，也有利于极强连接的可靠性。同时对于几米甚至几十米的大型天线来讲，其更加突出了优越性。因为记忆合金能够制作成折叠式的天线，只有当卫星进入轨道以后，能积极照射天线才能够时期恢复原来的工作尺寸。当前在理解记忆合金的前提下，对工艺方法积极探索，明确工艺参数。
3.5质量特性测试技术
解决飞行器动平衡方法和惯性矩测试方法的量值标定问题，对宇航动平衡机（含惯性矩测量）国内至今没有统一标准，还要进一步改善动平衡机的自动调零装置及数据处理系统。加强飞行器质最特性测试技术的研究，从理论上分析飞行器的刚性、重心高度、气动力对动平衡、惯性矩测录精度的影响。
3.6检测技术的应用和发展
对飞行器来说，要着重发展无损检测技术。尤其对复合材料结构件而言更为重要，因为复合材料性能的分散性比金属材料大，在一般生产过程中，往往不易用通常的标准试样的例行检验所控制。胶接工艺的应用，也急需发展无损检测技术，以确保胶接质量的检验。
结束语
总而言之，人们已经认识到进入空间飞行器和航天飞行器的相关控制问题在航天技术中举足轻重的地位，并将持续不断地研究，为了满足飞行器各种性能的要求，为实现我国航天事业的未来发展作出更大贡献。
参考文献
[1]马骏程.对未来航空航天材料的展望和设想[J].科技展望,2016,27(04): 262-263+265.
论文作者:刘澄霖
论文发表刊物:《基层建设》2017年第34期
论文发表时间:2018/4/4
标签：飞行器论文; 工艺论文; 航天论文; 复合材料论文; 结构论文; 系统论文; 空间论文; 《基层建设》2017年第34期论文;