【摘 要】
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太阳帆是一种靠太阳光压作为控制力和推动力的新型航天器,展开并支撑太阳帆结构的伸展臂是关键技术问题之一。本文提出了一种新型的充气展开自支撑的太阳帆结构,首先针对卷曲
【机 构】
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哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所;
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太阳帆是一种靠太阳光压作为控制力和推动力的新型航天器,展开并支撑太阳帆结构的伸展臂是关键技术问题之一。本文提出了一种新型的充气展开自支撑的太阳帆结构,首先针对卷曲折叠的伸展臂,进行了充气展开过程测试,获得了伸展臂内的充气压力和展开加速度。并进一步制备8m×8m充气式展开太阳帆原理样机结构,它主要四个充气伸展臂、四个三角形柔性薄膜、以及中心体组成。充气伸展臂初始卷曲折叠,固支端充气并与中心体连接。薄膜帆面经Z形折叠后分别紧密地卷曲缠绕在四个转轴周围,折叠收拢后包装在Φ750mm×h300mm圆柱体内。在保持充气流量恒定条件下,四个卷曲折叠伸展臂由内压剥离层间的粘扣阻力,实现了有序平稳地展开过程,四个伸展臂的卷轴两端同步拉动柔性薄膜,完全展开8m×8m帆面。充气展开成型后圆截面,有四个纤维复合材料薄壳增强条分布于1点、5点、7点和11点位臵,起结构自支撑作用,提供结构刚度。最后建立8m×8m太阳帆结构有限元模型,分析了结构的固有频率,为充气式展开太阳帆结构应用奠定了技术基础。
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