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2018商业航天30强丨深研电推力系统,巡天空间为卫星制造开创新动力

杨阳
2018-11-17 · 09:15
[ 亿欧导读 ] 巡天空间成立于2017年,是一家集研发、生产、销售、服务于一体,并专注于卫星电推进系统、以及卫星电推进系统关键部件的研发制造和销售的商业航天公司。深圳巡天的核心产品:卫星电推进系统,即为卫星制造产业提供了一种新动力。
吴友军,商业航天,电推力系统,卫星制造,姿轨控系统

作者:杨阳,图片来自“亿欧图库”

《2017年卫星产业状况报告》由美国工业协会(Satellite Industry Association,SIA)2017年6月发布,据其统计,2016年全球航天产业总收入3391亿美元,卫星产业收入占77%,同比上升15个百分点;2016年,全球卫星产业产值2605亿美元,比2006年增长约2.5倍,同比增长2%。而作为航天产业基础的核心,卫星制造业和发射服务业收入分别为139亿美元和55亿美元。

由以上数据可知,卫星产业现已占据全球航天总产业的七成以上,而卫星制造业的收入比例是卫星发射服务收入的两倍以上,卫星制造业在航天领域的地位更显得举足轻重。而在商业航天领域的卫星产业上,各企业主们更多的关注在如何将新技术、新动能有效运用到其产业链中,通过降低卫星制造的成本来达到商业落地普及化的目的。

巡天空间成立于2017年,是一家集研发、生产、销售、服务于一体,并专注于卫星电推进系统、以及卫星电推进系统关键部件的研发制造和销售的商业航天公司。现处于航天卫星制造中的动力细分行业,服务于卫星生产整装、卫星部组件领域的客户。深圳巡天的核心产品:卫星电推进系统,即为卫星制造产业提供了一种新动力。

卫星电推进系统能够为卫星制造业带来哪些改变?

巡天空间CEO吴友军告诉亿欧,以运载火箭为例,从国外已经公开的产品方案来看,商业航天公司非常重视技术创新和新技术的应用。如SpaceX公司在技术集成的基础上进行集成创新、火箭实验室(Rocket Lab)采用的电动泵火箭发动机、ARCA航天公司采用气动塞式喷管发动机的火箭方案、向量空间系统公司(Vector Space System)的挤压式发动机、西班牙Zero2infinity公司采用的三级并联构型等等。

同样,巡天空间以卫星制造业为切入口,完全自主研发了多款电推进产品。吴友军提到,不同于此前卫星上携带的传统冷气推进系统,不仅系统复杂,重量和体积也很大。微纳卫星上的冷气推进系统会占有其大量的空间,而卫星的空间是极其宝贵的。而利用电推进系统,不仅可以节省空间延长卫星使用寿命,还能节约购买火箭发射服务成本。

卫星电推进系统--脉冲等离子体电推力器(Pulsed Plasma Thruster,PPT)

巡天空间技术团队在电推进方面研究十多年,深耕在脉冲等离子体电推力器(简称:PPT)实验、仿真和机理研究方面。该型推力器具有比冲高、推力密度大和寿命长等优点,既可以应用于微卫星姿态和轨道控制,也是大中型卫星姿态控制和轨道保持的理想选择。

此外,项目研发的电推进系统推进剂消耗量低,可极大的降低整个卫星产业的运营成本。目前,巡天空间自主知识产权的多款PPT产品已经交付客户,已完成了总装和地面联调。

PPT.jpg

脉冲等离子体电力器(PPT)

其他卫星产品--集成一体化姿轨控系统

可将以下传统的卫星功能单元合为一体,实现高度轻小型化、低成本的效果:反作用飞轮 、磁力矩器 、磁强计及惯性组件 、星敏感器 、综合测控处理单元=星务计算机+姿控计算机+综合电子系统 、轨控发动机 。

PPT适用卫星的种类与范围

截至2016年底,全球在轨卫星1459颗,分属59个国家,美国拥有594颗。其中,数量最多的是商业通信卫星和遥感卫星(对地观测卫星),分别占35%和19%。因此,中国在卫星市场的占有率还需不断提高,而商业卫星的市场落地更应为中国航天企业主们优先考虑的方向。

为提供卫星良好的运行服务,吴友军提到:“卫星发射入轨后,卫星上的太阳能帆板展开工作,就能依靠太阳光照持续发电提供电能,这个时候,我们电推进系统只需要卫星给我们一个电源输入,我们的电推进系统就会持续工作,为卫星提供源源不断的动力。”

而航天科技集团、兰州空间技术物理研究所曾提到,全电推进技术的应用能够大幅缩减卫星推进剂携带量,增加有效载荷,是降低商业通信卫星研制及发射综合费用赢得市场的重要途径。

其次,全电推系统采用高比冲的电推进系统(如离子电推进或霍尔电推进等)来实现星箭分离后的卫星轨道转移、卫星入轨后的在轨位置保持、动量轮卸载及离轨等任务,取代复杂的双组元统一推进系统,可大幅缩减卫星的推进剂携带量,在承载同等有效载荷重量情况下,可使卫星发射重量下降约一半,从而可实现中小型通信卫星的一箭双星发射,有效降低综合研制费用。

技术壁垒与真空模拟环境是巡天空间的“王牌”

据相关资料介绍,在不包括CubeSats的情况下,2016年来自美国制造商的卫星仅占总数的27%,但卫星制造收入却占总量的63%,其他各国制造的卫星占比依次为欧洲29%,中国5%,俄罗斯和日本各占1%,其他国家0.2%。由此可见,卫星制造市场产业集中度很高,美国占有前列优势,而中国在卫星制造方面有待提高。

吴友军说道:“电推力系统对于推力的精确测量与产品的优化整合是我们坚持在做的,产品的高技术含量与享有的六项发明专利是我们的技术优势,我们一直稳扎稳打。”

随着航天推进技术不断发展,商业航天对星载推进器提出了微小推力和微小冲量的精确控制要求。吴友军告诉亿欧,巡天空间自研的扭摆微冲量/微推力测量系统以及配套的测量方法, 可同时实现微推力/微冲量的测量、标定以及振动控制。

作用意义上,该方法填补了微推力/微冲量高精度测量及实时在线标定的技术空白,具有测量分辨率高,标定范围广,控制精度高等突出优点,该测量系统应邀参加2018年第十届国际发明展览会,获得最高奖金奖。

此外,吴友军提到,巡天空间已投资自建独立实验室:空间推进实验系统平台,包括真空舱系统、高真空抽空机组、测量与诊断系统、数据采集系统等。其中,真空系统空载极限真空度达10e-5Pa、工作真空度达10e-4Pa的高真空,作为脉冲等离子体电推进器试验测试平台和环境,既可以进行推进器原理验证、推力测量、部件特性、羽流干扰实验,又可以进行长时间的推进器寿命测试实验。

吴友军告诉亿欧,创业并不容易,仅仅依靠资源在商业航天领域扩大市场是远远不够的,但是拥有自己的发明专利与知识产权,拥有自己独特的技术优势才是最重要的。

推荐:亿欧&未来宇航“2018全国商业航天30强”

2018年的航天发展正处于商业化落地的上升期,随着国家政策大力支持,各大科创企业自主研发力增强,涌现出大批具有航天竞争力的优秀民营企业。为此,亿欧携手未来宇航研究院共同发起“2018全国商业航天30强“评选活动。

2018全国商业航天30强.jpg

亿欧对这30强获奖企业进行了一一走访,并设立“2018全国商业航天30强”专题栏目分享于行业内外人士。想要知道这30家商业航天企业的详细资讯,请点击链接查阅:https://www.iyiou.com/topic/China_Commercial_Aerospace_Top30/

相信在未来,这批具有新力量、新科技、新未来的创新航天企业将走的更远!

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