运载火箭与航天器上所有重要的分系统 （数管、 推进、 导航、 姿轨控、 测控通讯和有效载荷设备等） 都需要有持续可靠的电能供给才能正常工作。 电源与供配电分系统就是这些航天器上最重要的分系统， 它的功能是为有效载荷以及服务系统提供、 配送各种稳定电压的直流和交流电能， 其主要可分为 4 大功能模块： 能源生成、 能源储存、 能源管理和能源分配。 各功能模块的实现机构： 能源转换/生成部分---太阳翼； 能源存储部分---蓄电池组和一次电池组； 能源管理部分---分流调节器、 充电调节器/放电调节器、电源控制器； 能源分配部分---配电器、 火工品管理器、 DC/DC 变换器、 电缆网。
电源与供配电类单机一旦出故障往往会造成任务降级或整器失效， 其直接关系到航天型号的安全可靠运行。 因此， 规范并统一电源与供配电分系统单机产品的设计、 生产、 试验和验收标准，确保产品研制过程中技术状态明确、 工艺方法正确、 测试试验方法准确、 产品研制过程规范， 以保证电源与供配电类产品质量， 对宇航型号研制工作顺利完成极其重要。 工程实践证明， 标准化是统一技术状态水平， 规范设计和生产行为， 确保航天电源与供配电分系统的产品质量的技术基础。
1航天电源与供配电标准体系建设原则与思路
航天标准体系主要包括 3 个方面的标准： 管理标准、 产品保证标准和工程技术标准。 航天电源与供配电标准体系属于工程技术类标准体系，主要囊括了电源与供配电产品研制过程中的产品规范、 技术要求、 工艺要求和试验方法等工程技术类标准。 按照标准的级别分为四大类： 国家标准 （国标）、 国家军用标准 （国军标）、 航天行业标准 （行标） 和航天企业标准 （企标）。 其中，企标是航天企业根据自身承担型号电源与供配电产品研制特点形成的， 是指导科研、 设计、 生产、 使用和管理的指导性技术文件。
经过多年的型号研制经验积累， 航天科技集团公司一院、 五院和八院分别制定了适应各自承担的型号任务研制需求的电源与供配电标准及院标准体系， 这些标准经过几十年的应用和不断修订， 已适应了航天产品的设计、 生产等研制需要。 但随着航天产业化的发展特别是产品化的发展， 迫切需要建立航天领域电源与供配电技术统一的标准体系， 以指导我国运载火箭、 卫星等航天器的电源与供配电产品的设计和生产。
1.1标准体系建设遵循的原则
a） 继 承性原则 . 充分继承国军标体系中与航天电源与供配电相关的标准， 继承航天行业标准体系、 航天科技集团公司标准体系已有的建设成果； 充分借鉴一院、 五院和八院在运载火箭、卫星等航天器航天电源与供配电标准体系建设的成功经验和现有成果。
b） 开 放性原则 . 目前航天电源与供配电标准体系收录了已有的国标 30 项、 国军标 51 项、行标 54 项， 企标 100 余项， 同时 2014 年根据技术发展的需要新制定标准 40 余项。 航天电源与供配电标准体系采取动态管理的方法， 紧密结合后续航天领域电源与供配电技术的发展， 及时增补、 修订标准， 同时建立标准体系表便于标准体系的修订、 扩充及完善。
c） 系 统性原则 . 力求能够覆盖航天电源与供配电领域所需的所有标准， 系统地指导航天电源与供配电设计、 生产、 试验和验收等研制各个阶段的所有需求， 以提高工作效率， 降低产品开发的成本和风险， 从而保证产品质量。
d） 整 体性原则 . 航天电源与供配电标准体系的应用应该作为一个整体， 而不是单独应用。航天电源与供配电标准体系同时也是整个航天标准体系的一部分， 其中的标准是相互关联的， 与管理类和产品保证类标准相互配合， 共同指导航天电源与供配电分系统与单机设备的开发和研制。
e） 先 进性原则 . 充分借鉴国际标准和国外先进标准， 进行国内外对标， 确保选编标准的技术先进性。 结合我国航天型号技术发展的趋势和方向， 及时开展标准体系的修订和增补， 确保航天电源与供配电标准体系的技术适应性与先进性。
1.2标准体系规划的思路
a） 标 准体系规划与型号研制工作相结合 ,在科学的整理、 总结航天型号研制科研成果和产品生产实践经验的基础上， 建立航天电源与供配电标准体系， 保证标准体系规划的针对性、 实用性和可实现性。 及时总结制定相关标准， 规范产品设计， 提高产品质量。
b） 尽可能遵循国军标和行标 . 对 现有标准进行汇总、 分类、 筛选， 理顺各标准之间的关系、 层次和组织结构， 充实进航天电源与供配电标准体系。 根据目前的统计， 航天电源与供配电标准体系继承相关行业的标准共 130 多项， 按标准级别划分， 包括国标、 国军标、 行标和航天科技集团公司标准。
c） 新标准的制修 订应遵从航天电源与供配电标准体系的规划， 标准体系的修正应紧密结合型号研制的实际需求和航天电源与供配电技术的发展， 标准体系应不断动态完善并发展。
d） 总 结一院 、 五院和八院在电源与供配电研制工作中的成功经验和现有成果， 重点规范通用、 共性问题， 兼顾支持型号研制技术成果的固化， 作为指导性技术文件为航天电源与供配电产品设计、 生产和使用提供指南。
2航天电源与供配电标准体系架构
目前， 航天电源与供配电标准的制定基本上是独立和分散的进行， 没有形成统一、 完整的标准体系， 标准制定没有经过系统的规划。 其问题主要是： ①缺少顶层通用总体技术标准以及适用于运载火箭和卫星电源与供配电的通用技术顶层标准； ②部分行业标准需要及时修订； ③与国际标准的接轨不够。
随着对外合作项目的开展， 迫切需要实现与国际标准的接轨， 同时， 航天电源与供配电标准体系建设应总结各单位在航天电源与供配电标准体系建设的成功经验， 并在现有成果的基础上构建。其构建流程如图 1 所示。
航天电源与供配电标准体系以解决行业共性问题为目标， 面向型号， 以运载火箭、 卫星等航天器为主要服务对象， 解决科研生产中的问题，为设计、 生产和使用提供技术指导。 航天电源与供配电标准体系的建立是一个漫长的动态过程，随着技术的进步与发展， 需要不断地对标准体系进行补充与修正， 以满足新型号、 新技术、 新产品的需求。 标准体系规划与产品研制相结合， 及时总结科研成果， 开展标准策划， 确保标准体系规划的针对性、 实用性和可实现。 航天电源与供配电标准体系如图 2 所示。
3航天电源与供配电标准体系内涵
从图 2 中可以看出， 航天电源与供配电标准体系顶层框架由 3 个分支构成： 电源与供配电基础通用标准、 运载火箭与导弹供配电装置标准和航天器电源标准。 其中， 电源与供配电基础通用标准主要针对运载火箭、 导弹与航天器电源与供配电的通用共性技术； 运载火箭与导弹供配电装置标准主要针对运载火箭与导弹供配电产品低频电缆网和配电装置； 航天器电源标准主要针对卫星和飞船等航天器各供配电产品。
3.1电源与供配电基础通用标准
航天电源与供配电标准体系表的第一个分支是电源与供配电基础通用标准， 主要为了统一运载火箭、 导弹和航天器研制过程中的术语、 接口要求和可靠性安全性等分系统级共性问题的通用标准， 是航天电源与供配电系统设计、 生产、 调试、 试验的基础。
分系统标准： 涵盖航天电源与供配电分系统层面的通用产品规范、 设计要求、 测试方法类标准等。术语标准： 为统一航天电源与供配电研制过程中各领域的概念、 术语规划的相关标准。 它是运载火箭、 导弹和航天器电源与供配电设计、 生产、 试验、 运行的基础， 包括卫星电源术语、 电子设备电源术语、 航天电池及特种电源术语。
接口要求标准： 规定电源分系统设备之间及与星上其他分系统设备的机、 电、 热、 地面设备等方面的接口要求标准。 以接口数据单和接口电路图的形式将具体要求明确， 作为开展后续设计的依据。
可靠性安全性标准： 规定电源分系统可靠性、 安全性设计的要求、 方法和设计准则。 重点针对热设计、 降额设计、 空间环境防护设计、 力学环境设计、 电磁兼容设计、 防静电设计、 故障模式及影响分析等方面设计要求和方法进行规定。 同时规范可靠性、 安全性设计验证方法。
3.2运载火箭与导弹供配电装置标准
航天电源与供配电标准体系表的第二个分支是运载火箭与导弹供配电装置标准， 囊括了运载火箭与导弹配电器和低频电缆网的设计、 生产、试验、 验收等工作的技术要求、 通用规范和质量保证标准。配电装置标准： 涵盖运载火箭与导弹系统配电装置的设计要求、 测试方法、 试验方法， 各种类别电池、 电源的通用规范、 详细规范等标准。低频电缆网标准： 涵盖运载火箭与导弹系统电缆网的设计、 制造与验收等方面的标准。
3.3航天器电源标准
航天电源与供配电标准体系表的第三个分支是航天器电源标准， 覆盖卫星和载人飞船等航天器电源分系统各单机设备的技术要求、 产品规范、 试验方法、 质量保证标准。 范围包括： 太阳电池阵标准、 核电源标准、 化学电池标准、 电源控制器标准、 电源变换器标准、 配电器标准、 火工品管理器标准、 低频电缆网标准。
太阳电池阵标准： 涵盖太阳电池阵的型谱、产品规范、 设计、 标定、 试验、 包装和运输等方面标准。核电源标准： 针对航天器用核电源的开发、研制制定通用规范。化学电池标准： 涵盖锌银蓄电池、 热电池、锂离子蓄电池、 镉镍蓄电池、 氢镍蓄电池、 锂-亚硫酰氯电池、 水激活电池的产品规范、 设计、型谱、 试验、 使用等方面的标准。电源控制器标准： 针对航天器电源控制器的设计、 生产、 验收制定的相关要求和规范等标准。电源变换器标准： 包含电源变换器的产品规范、 设计、 测试、 试验、 使用等方面的标准。配电器标准： 规定卫星与载人飞船等航天器配电器的设计、 生产、 试验、 验收等工作的技术要求、 通用规范和质量保证标准。火工品管理器标准： 完善火工品管理器的技术要求、 试验方法等标准。
低频电缆网标准： 规定航天器低频电缆网的设计依据、 设计准则、 设计程序、 设计内容、 设计方法和设计验证项目。 包括电缆网生产与检验的装联材料、 设备环境、 工艺过程、 质量保证标准； 电缆接点导通、 绝缘电阻和介质耐压的测试方法； 航天器低频电缆网设计、 生产、 测试、 试验和验收标准。
航天电源与供配电标准是通过科学、 系统地收集整理航天器电源与供配电分系统研制过程中的科研成果， 总结产品研制生产中的实践经验而制定的， 它是确保型号研制成功、 提高产品质量的可靠保证。 通过建立航天电源与供配电标准体系， 不仅可以使航天器电源与供配电分系统的研制工作按标准规范进行， 使科研生产各项技术研究和生产工作更加科学化、 规范化； 同时对于提升我国航天器电源与供配电分系统的研制技术水平， 为未来型号电源与供配电分系统研制积累经验、 提供技术指导， 实现电源与供配电分系统研制工作的标准化、 规范化。
参考文献：
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