实践５号卫星有效载荷机箱结构设计和工艺
黄红锦庄国治
（中国科学院空间科学与应用研究中心１
摘要；本文详细介绍了实践五号卫星有效载荷机箱结构设计和工艺，进一步阐述了仪器结构设计的标准化和通用化，并介绍了机箱结构系统的可靠性分析。
关键词：有效载荷机箱结构设计：［艺，
≯
１、前言：
实践５号空间环境８台仪器
ＳＹ０１－５单粒子事件监测器
ＳＹ０２．５单粒子事件屏蔽效应试验
ＳＹ０３．５单粒子事件翻转试验仪
ＳＹ０４．５单粒子事件综合试验仪
ＳＹ０５－５单粒子锁定试验仪
ＳＹ０６．５高能粒子重离子探测器
ＳＹ０７．５高能电子探测器
ＳＹ０８．５辐射剂最仪
以上８台仪器两种结构尽可能采用通用化结构设计，在满足仪器设备电性能的前提ｒ保ｉ止机箱结构有足够机械强度和刚度，尽可能减少结构的外形尺寸和质量，贯彻标准化、通刖化，提高结构的可靠性．使产品达到要求。
２、技术指标
２ｌ仪器结构尺寸等主要技术指标
本仪器整体结构为长方体．传感器安装于前面板，传感器开窗与否根据各仪器的要求而定．接插什位丁＝仪器顶部，机箱是安装和保护电子元器件的重要结构，要对安装电子元器件的印制板进行布局，使机箱结构有一个最为简捷的传力途经，设计出体积小，重量轻，有很好的刚度和强度的机箱．符合设计和建造规范的要求，没有任何尖角，对人员和不会造成任何伤害。
２．２拼装式的板块组合结构
这种结构形式适用于具有多块线路板的仪器，机箱体有上盖板、左侧板、右侧扳、底扳、前面扳、后面板、支撑板、屏蔽扳、角铝等零件组成（见机箱结构简图）。
ａ本体尺寸：１８５×１２５×１６０
ｂ．最人尺寸（含凸耳）：２１４ｘ１２５×１６０
ｃ底面尺寸：２１４×１２５
ｄ安装孔：４×中４．５
ｅ＋安装尺寸：２００±０．１５×１０４±０．１５
ｆ接触面状态：安装面为平面，凸耳厚度为７ｔｍ，材料为ＬＹｌ２Ｃ２．不平度为≤Ｏ．１ｒｎｍ／１００×
１９５
１０Ｕ
ｇ接触电阻：≤５ｍＱ
ｈ．机壳材料：ＬＹｌ２ＣＺ
ｉ整机重照：２．５ｋｇ（ｆｉ－电子学线路）
２３整机环境模拟试验要求
ａ．力学试验
按型号环境模拟试验规范进行．仪器结构设计必须保证仪器具备足够的强度和刚度，在环模试验时及在轨运行时，不产生不期望的弹、塑变形
ｂ温度试验
按照型号的试验规范执行，一般为一ＩＯ。
Ｃ－一＋４５。
Ｃ
Ｃ真空试验
按试验规范进行
二．４仪器与卫星平台接口
２．４．１仪器与安装平台接口
ｎ＿安装孔：４×中４５Ｍ４螺钉
｝）安装尺寸：２００±０．１５×１０４±０．１５
２．４２仪器对ｐ旱平台的要求
凡采＿Ｌ｝Ｊ本通＿【｝ｊ设计的仪器，其传感器均装于前面板，对卫星平台的要求一般为开窗或对蒙皮有特殊要求，将根据其传感器特征分别提出。
２．４．３电连接器
电连接器位于仪器顶部．可以很方便地与平台电缆网连接，具体型号将根据卫星要求决定。
３、仪器结构设计
仪器结构一般分为传感器和电子学机箱两部分本设计为通＿【；｝ｊ设计，仅只给传感器留有他置。
３Ｉ传感器结构设计
根据硝号要求进行设计。
３．２Ｉ＿乜子学机箱设计
３２ｌ机箱设计
通Ｈ｛化机箱是由七块经多道ｌ＋序加Ｊ：而成的ＬＹｌ２ＣＺ铝板组装而成，７块铝板分别Ｊ，Ｊ盖板、左侧板、右侧扳、底板、前面板、后面板以及加固印制板用的支撑板、压条。
机箱底板和顶板，各有６道１．７ｍｍ宽的母板及支撑板固定槽．它们分别由一块８ｒｎｍ和７ｍｍＪ宁铝板加工而成。
仪器支撑扳Ｈ｛于同定印制扳母板，它的两端插入机箱、左右侧板，仪器前后面板、左矗｛！ｆ！｜ｌ扳以及屏敝扳均与它们连接，从而保证机箱有足够的刚度和强度．根据以往经验，环境模拟试验时不可能产生不期望的弹、塑变形。
仪器前后面板均为３ｍｍ厚铝板，用Ｍ３螺丝与左右侧板及机箱顶板、底扳连接。
仪器左右侧板由厚度为８ｍｍ的铝板加工而成，除插槽外，厚度为３ｍｍ，并与机箱顶、底板
相连。
仪器底扳与仪器安装凸耳为一体，底板周边为７ｍｍ厚，底极不平度≤０ｌｍｍ／１００ｍｍ：粗糙度≤６４ｕｍ。
仪器传感器同定于前面板。
上述殴计不仅保证仪器有足够的刚度和强度，对仪器调试也十分方便：拆下．底板即可插入或敬出印制电路扳，拆下前面板．即可安装传感器：前后面扳均拆下，仪器仍为一整体。
３２２印制板的安装设计
机箱共设计５块电路扳（母板不计在内）．如果仪器仅只要４块印制板，可以少插一块。
各印制电路板平行于前面板、线路板从底部插入，为提高印制电路板力学特性，设计时采Ｈ｛１．５ｍｍ厚的７×７ＬＹｌ２Ｍ的铝压条加固同定，即两端用螺丝将压条蚓定于左右侧扳，印制电路扳通过母扳与接插件连接，母板固定于支撑板上，支撑板四周与机箱紧紧相连。
３２．３屏蔽板设计
本仪器机箱设计一块１８１×１２９、厚度为１．５ｍｍ的铝屏蔽板，如图９所示插入第一块印制扳（前置放人器）后。
其目的是提高仪器扰能力。
屏蔽板设计时．采＿Ｌ｝ｊ４点吲定方式，其顶部两点闻定住支撑板上，底部两点分别同定住饥箱左也侧板，从而改善了机箱力学特性。
３２．４凸耳设计
凸耳删于仪器与平台接口（安装），本仪器凸耳四只，根据型号任务规范设计。
如幽ｌ所可：。
凸耳厚度为７ｍｍ，安装孔为０４．５，Ｍ４螺钉安装。
孔的粗糙度为１．６，棱边倒圆分别为ＲＯ５。
仪器参考孔Ｒ为左下角凸耳中心７Ｌ，仪器前后面板到凸耳的中心孔Ｂ＝８ｍｍ，Ａ＝７ｍｍ。
３．２．５电连接设计
根据型号要求决定，机箱仅只在顶部与后面板设计电连接位置。
３２６仪器标记设计
仪器标记为菱形框刻字，菱形尺寸为６０×３０，何丁机箱顶部。
３２７仪器测温点
仪器测温点根据型号要求执行。
４、机箱结构系统的可靠性及其他设计
４ｌ可靠性没计
本仪器结构设计必须确保机箱具有足够的强度和刚度，在环境试验、Ｅ行试验、住轨运行州间不产生不期望的弹、塑性变形根据以往的经验，本设计能承受上述各种试验考核已采取的可椎性措施有：
ａ支撑板设计：吲定母扳并大大增加了机箱的强度；
ｂ屏蔽板设计：为屏蔽扳而设计，同时增加了机箱的强度。
４２电磁兼容性设计
４２１抗干扰设计
本设计可以采Ｈ＝｜多处屏敝设计措施，即将干扰源（主要是高压电源）和易受干扰的电路（前
置放人器）分别屏敝，具体措旌有：
ａ前置放人器印制扳（即第一块扳）厚设置一块屏蔽板．
ｂ屏蔽板设计：根据仪器具体要求进行设计
ｃ传感器设计：传感器筒体接地屏蔽
４２．２其他设计
ａ尽可能减少电磁辐射
ｂ通刚机箱迎接电阻＜ＳｍＱ
４：ｊ温控涂层相关殴计
通瑚的机箱热设计主要是机壳温控处理，即刚极化处理，以及安装面保护。
本结构设计时已考虑剑温控设计要求，在机箱选材，材料热处理状态，机加ｒ工艺以及安装面等方面均按仪器温控设计要求进行。
５、机箱的通用化
通州机箱在空间环境各类仪器中已得到ｊ“泛应用。
实践5号卫星有效载荷机箱结构设计和工艺
作者：黄红锦， 庄国治
作者单位：中国科学院空间科学与应用研究中心本文链接：/Conference_4109950.aspx。