航天器充电效应防护设计手册PDF电子书下载

第1章 绪论 1

参考文献 5

第2章 充放电物理基础 6

2.1 物理概念 6

2.1.1 等离子体 6

2.1.2 穿透 8

2.1.3 电荷沉积 11

2.1.4 电导率与接地 11

2.1.5 击穿电压 12

2.1.6 介电常数 12

2.1.7 屏蔽材料的密度 13

2.1.8 可导致击穿的电子通量或注量 13

2.2 电子环境 14

2.2.1 单位 16

2.2.2 亚暴环境说明 16

2.3 航天器充电模型 18

2.3.1 表面充电的物理过程 18

2.3.2 电介质充电的物理过程 20

2.4 放电特性 21

2.4.1 电介质表面击穿 23

2.4.2 内部充电击穿 24

2.4.3 航天器-空间击穿 25

2.5 耦合模型 25

2.5.1 集总单元模型 25

2.5.2 电磁耦合模型 26

参考文献 27

第3章 航天器设计指南 30

3.1 过程 30

3.1.1 概述 30

3.1.2 设计 32

3.1.3 分析 32

3.1.4 试验 32

3.1.5 检验 33

3.2 设计指南 33

3.2.1 通用ESD设计指南 34

3.2.2 表面ESD设计指南（不包括太阳电池阵） 46

3.2.3 内部ESD设计指南 48

3.2.4 太阳电池阵ESD设计指南 51

3.2.5 特殊情况下的ESD设计指南 62

参考文献 68

第4章 航天器试验技术 72

4.1 试验原理 72

4.2 参数模拟 74

4.3 通用试验方法 75

4.3.1 ESD产生设备 75

4.3.2 ESD试验方法 79

参考文献 87

第5章 控制及监测技术 88

5.1 航天器电荷主动控制 88

5.2 环境及效应监测 89

参考文献 90

第6章 材料列表及说明 91

6.1 电介质材料列表 91

6.2 导电材料列表 93

参考文献 94

附录A 术语表 95

A.1 常数和单位 95

A.2 缩略词 97

A.3 名词 104

A.4 变量 106

A.5 符号 107

附录B 空间环境 108

B.1 空间环境介绍 108

B.1.1 空间环境的定量描述 108

B.1.2 数据来源 112

B.2 地球同步轨道环境 116

B.2.1 地球同步轨道等离子体环境 116

B.2.2 地球同步轨道高能粒子环境 121

B.3 其他地球轨道环境 127

B.3.1 MEO 127

B.3.2 PEO 128

B.3.3 莫尼亚轨道 129

B.4 其他空间环境 129

B.4.1 太阳风 129

B.4.2 地球、木星和土星磁层的对比 132

参考文献 137

附录C 环境、电子输运及航天器充电计算程序 140

C.1 环境程序 140

C.1.1 AE8/AP8 140

C.1.2 CRRES 140

C.1.3 内部充电通量模型（FLUMIC） 141

C.1.4 GIRE/SATRAD 141

C.1.5 地球物理与空间环境手册 141

C.1.6 L2带电粒子环境（L2-CPE） 141

C.1.7 MIL-STD-1809，USAF空间飞行器的空间环境 142

C.1.8 地球同步轨道等离子体模型 142

C.1.9 其他 142

C.2 输运程序 142

C.2.1 CREME96 143

C.2.2 EGS4 143

C.2.3 Ceant4 143

C.2.4 ITS 144

C.2.5 MCNP/MCNPE 144

C.2.6 NOVICE 145

C.2.7 NUMIT 145

C.2.8 SHIELDOSE 146

C.2.9 SPENVIS/DICTAT 146

C.2.10 TRIM 146

C.2.11 汇总 147

C.3 充电程序 147

C.3.1 EWB 147

C.3.2 MUSCAT 148

C.3.3 Nascap-2k及NASCAP系列充电程序 148

C.3.4 SEE交互式航天器充电手册 149

C.3.5 SPIS 149

参考文献 150

附录D 内部充电分析 154

D.1 电介质充电的物理原理 154

D.2 内部充电简单分析 156

D.3 详细分析 158

D.4 航天器级分析 158

D.4.1 剂量与通量之间的转换 159

参考文献 160

附录E 试验方法 161

E.1 电子束试验 161

E.2 绝缘强度／击穿电压 163

E.3 电阻率／电导率的确定 163

E.4 体电阻率的简单测量方法 164

E.5 基于电子束的电阻率试验方法 165

E.6 非接触式电位计电阻率测量方法 166

E.7 介电常数、时间常数 167

E.8 Vzap试验 169

E.9 脉冲干扰试验 170

E.10 部件／组件试验 173

E.11 表面充电ESD试验环境 173

E.12 系统级航天器内部ESD试验 173

参考文献 174

附录F 旅行者号SEMCAP分析 175

参考文献 176

附录G 用于航天器表面充电简单分析的方程 177

参考文献 180

附录H 电路板空白区域防充电设计原理 181

参考文献 184

附录I 地球同步轨道最恶劣环境的附加描述 185

参考文献 187

附录J 航天器充电相关重要文献 188

J.1 美国官方文档 188

J.1.1 DoD 188

J.1.2 NASA 190

J.2 非美国官方文档 191

J.2.1 美国材料试验协会（ASTM） 191

J.2.2 欧洲空间标准合作组织（ECSS） 192

J.2.3 欧洲空间研究和技术中心 192

J.2.4 日本宇宙航空研究开发机构（JAXA） 192

J.2.5 其他 193