ICS49.060 CCSV71 中华人民共和国国家标准 GB/T32307—2024 代替GB/T32307—2015 航天器磁性评估和控制方法 Assessmentandcontrolmethodsofspacecraftmagneticproperty 2024-05-28发布 2024-12-01实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义 1 ……………………………………………………………………………………………… 4 航天器磁性指标要求 2 …………………………………………………………………………………… 5 航天器磁性评估和控制目的 3 …………………………………………………………………………… 6 航天器磁性评估和控制流程 3 …………………………………………………………………………… 7 航天器磁性设计评估 4 …………………………………………………………………………………… 8 航天器磁性控制 6 ………………………………………………………………………………………… 9 航天器磁性测试 10 ………………………………………………………………………………………… 10 航天器磁性测试评估 12 ………………………………………………………………………………… 附录A(资料性) 航天器主要的轨道磁场及特点 20 ……………………………………………………… 附录B(资料性) 磁场和磁矩的单位制及单位转换系数 22 ……………………………………………… 附录C(资料性) 航天器的主要磁源 23 …………………………………………………………………… 附录D(资料性) 航天器磁矩的分类和计算 24 …………………………………………………………… 附录E(资料性) 航天器单位质量磁矩估值 26 …………………………………………………………… 附录F(资料性) 自旋航天器的涡流效应和磁滞阻尼 27 ………………………………………………… 附录G(资料性) 航天器典型元器件和部件经充退磁后的磁场数据 29 ………………………………… 附录H(资料性) 航天器典型电机磁屏蔽前后磁性数据 30 ……………………………………………… 附录I(资料性) 航天器磁性测试方法 34 ………………………………………………………………… 附录J(资料性) 近场分析法中几种特殊的磁传感器测试布局方法 42 ………………………………… 附录K(资料性) 磁测试中铁磁类工装设备磁矩标定方法 50 …………………………………………… 附录L(资料性) 航天器磁矩量级与尺度分类 52 ………………………………………………………… 附录M(资料性) 某航天器多载荷转动部件工作模式下在轨磁矩变化波动数据 53 …………………… ⅠGB/T32307—2024 前 言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 本文件代替GB/T32307—2015航天器磁性评估和控制,与GB/T32307—2015相比,除结构调整 和编辑性改动外,主要技术变化如下: a) 增加了术语“磁场”“磁矩”“磁净化”(见3.1、3.2、3.14); b) 更改了“磁性评估和控制流程”“航天器磁性控制”(见第6章、8.2.2.2,2015年版的第6章、 9.2.2.2); c) 增加了航天器磁性测试评估的要求(见第10章); d) 删除了航天器磁性测量影响因素(见2015年版的10.3); e) 增加了附录“航天器典型电机磁屏蔽前后磁性数据”“近场分析法中几种特殊的磁传感器测试 布局方法”“磁测试中铁磁类工装设备磁矩标定方法”“航天器磁矩量级与尺度分类”“某航天器 多载荷转动部件工作模式下在轨磁矩变化波动数据”(见附录H、附录J、附录K、附录L、 附录M)。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由全国宇航技术及其应用标准化技术委员会(SAC/TC425)提出并归口。 本文件起草单位:上海卫星装备研究所、北京卫星环境工程研究所、上海卫星工程研究所、中国航天 标准化研究所。 本文件主要起草人:吴卫权、方宝东、彭光东、肖琦、陶晶亮、王浩、孙晓春、宗娟、周宇、许冬彦、张弛、 肖文斌、王韬、周雪琴、乔纯鑫。 本文件于2015年首次发布,本次为第一次修订。 ⅢGB/T32307—2024 航天器磁性评估和控制方法 1 范围 本文件规定了航天器磁性评估和磁性控制的目的、程序和方法。 本文件适用于航天器磁性评估和磁性控制,航天器部、组件磁性评估和控制参照执行。 2 规范性引用文件 本文件没有规范性引用文件。 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 磁场 magneticfield 由磁体、电流、运动电荷周围空间产生的一种特殊形态的物质,传递实物间磁力作用的场。 注:通常构成航天器产品磁矩的场强包含剩磁场、杂散磁场、感磁场和涡流磁场。 3.2 磁矩 magneticmoment 磁性物体的一种物理属性,是描述磁体、载流线圈磁性的物理量。 注:与场强源相对应的磁矩包含剩磁矩、杂散磁矩、感磁矩和涡流磁矩。 3.3 剩磁场 spacecraftresidualmagneticfield 在外加磁场消除以后航天器不工作时仍保留的磁场。 3.4 剩磁矩 spacecraftresidualmagneticmoment 航天器剩磁场所对应的磁矩。 3.5 杂散磁场 spacecraftstraymagneticfield 航天器通电工作时,由电流引起的磁场。 3.6 杂散磁矩 spacecraftstraymagneticmoment 航天器杂散磁场所对应的磁矩。 3.7 感磁场 spacecraftinductingmagneticfield 在内、外部磁场因素作用下航天器软磁材料感生的磁场。 3.8 感磁矩 spacecraftinductingmagneticmoment 航天器感磁场所对应的磁矩。 1GB/T32307—2024 3.9 涡流磁场 spacecraftwhirlingmagneticfield 航天器或部件处于交变磁场中或在恒定磁场中旋转时,由其导体感生的涡流引起的磁场。 3.10 涡流磁矩 spacecraftwhirlingmagneticmoment 航天器涡流磁场所对应的磁矩。 3.11 干扰磁场 spacecraftinterferingmagneticfield 航天器在器载磁传感器及磁敏感部件位置处产生的磁场。 3.12 零磁线圈系统 zeromagneticfieldcoilsystem 以正交三轴方式绕制的线圈装置,当对线圈通电时,沿单轴或多轴产生磁场,用来抵消有限空间中 的地磁场。 3.13 充退磁线圈系统 magnetizationanddemagnetizationcoilsystem 由导线绕成用于试件充磁或退磁的线圈装置,当通以直流或交流电时,在线圈中心轴向产生直流或 交流磁场。 3.14 磁净化 magneticpurification 航天器通过选材、产品及相关电流回路的磁性优化布局,充退磁、磁屏蔽、磁补偿等控磁措施,减少 磁性,达到要求。 4 航天器磁性指标要求 4.1 航天器磁干扰力矩约束的磁矩 航天器磁干扰力矩约束的磁矩指标要求如下。 a) 一般要求磁干扰力矩L为航天器总干扰力矩的1/b,其中b为系数,取值范围为3~10,b值由 航天器姿控系统任务要求确定。 b) 对于一般尺寸的航天器,可认为在其所占据的空间范围内的轨道磁场是均匀的,不需考虑磁 场梯度的影响,这时作用在航天器上的磁干扰力矩由公式(1)确定。 L=M×B …………………………(1) 式中: L———航天器的磁干扰力矩,单位为牛米(N·m); M———航天器的磁偶极矩,单位为安平方米(A·m2); B———航天器的轨道磁感应强度,单位为特(T)。 注:公式(1)中的M和B在同一坐标系中表示。 c) 一般需通过姿控系统计算机进行数学仿真,由航天器在轨情况下的磁干扰力矩计算航天器磁 矩指标要求。主要的轨道磁场及特点见附录A。 4.2 航天器器载磁强计等磁敏感部件约束的干扰磁场 航天器器载磁强计等磁敏感部件约束的干扰磁场指标要求如下。 a) 航天器自身磁场应保持在一定水平以下,以防止磁传感器等磁敏感部件受航天器自身磁场干 扰而影响其功能实现。磁敏感部件安装位置是决定航天器剩磁场指标的另一个关键因素,公 2GB/T32307—2024