卫星太阳翼伸展机构设计+文献综述(4)
时间:2017-04-08 17:46 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
2 卫星太阳翼结构设计的理论指导 2.1太阳翼结构和机构的功能和构造 （1）太阳翼结构的功能和构造 太阳翼结构可以由两部分组成，即多块基板和把基板与卫星本体相连接的连接结构。 基板是太阳翼结构中最主要部分，其功能为支承为太阳电池及其电路。基板与太阳电池电路一起构成了太阳电池板，或简称太阳板。整个太阳翼由多块太阳板组成，各块太阳板以某种方式相互连接。板的大小和数量由卫星系统要求和运载火箭整流罩容许空间所决定。 连接结构把太阳板与卫星本体结构相连，如果采用太阳翼驱动机构，则与固定在卫星本体上的驱动机构相连。连接结构的最主要作用是太阳翼在空间展开后，使得太阳板与卫星本体隔开一定距离，避免因卫星本体或卫星上其他设备遮挡太阳光而在太阳电池阵上产生阴影，从而造成太阳电池的功率损失。连接结构可采用构架形式或杆的形式，前者简称为连接架。有的太阳翼也可以不采用连接结构而直接将太阳板与卫星本体相连。 根据不同的结构特性，基板结构可分成三种形式： a、刚性基板：基板为刚度足够大的结构件，在早期的卫星上，基板采用金属框架结构，后来改进为用玻璃纤文复合材料面板或铝合金面板的蜂窝夹层结构，目前大多采用碳纤文复合材料面板的蜂窝夹层结构，以减小结构质量和提高结构刚性。采用刚性基板的太阳翼也称为刚性折叠式太阳翼。 b、柔性基板：基板为弯曲刚度很小的柔性薄膜，一般为聚酰丫胺薄膜（例如美国的 KAPTON 薄膜），并且采用玻璃纤文或其他璃纤增强。在卫星发射状态下太阳翼折叠时，各基板之间需要用其他薄膜材料，以书本的插页方式来对基板上的太阳电池进行保护。另外，在空间展开后，需要依靠专门的机构使柔性基板得到一定的张力，以保持太阳翼在空间所需的刚度，采用基板的太阳翼也称为柔性折叠式太阳翼。 c、半刚性基板：是介于上述两者之间的结构型式。其中支承太阳电池的基板部分仍采用柔性薄膜，但基板具有刚性的边框，柔性薄膜与边框连接，并采取措施是柔性薄膜得到一定的预张力，以保证在卫星发射时太阳板具有一定的基频，并且防止各基板上的太阳电池相互碰撞。采用半刚性基板的太阳翼也称为半刚性折叠式太阳翼。 三种基板相互比较，各有优缺点：在结构刚度方面，包括在空间展开的太阳翼刚度，刚性基板最大，柔性基板最小，而半刚性基板居其中间；在结构复杂性方面，刚性基板最简单、可靠，柔性基板虽简单但可靠性差，而半刚性基板比较复杂；在基板面密度方面，刚性基板最大，柔性基板最小，而半刚性基板居其中间；在发射时的收拢体积方面，刚性基板与半刚性基板均较大，而柔性基板可作的较小，因此柔性基板与卫星本体的适应性更好；在耐空间环境条件（如辐照等）方面，刚性基板比半刚性基板和柔性基板好；此外，为了展开太阳翼和保证基板在空间具有一定的刚性，柔性基板需要采用比刚性和半刚性基板复杂得多的展开机构。 综合以上比较可以看出，柔性基板的综合性能比刚性基板好，但技术复杂程度高；半刚性基板与刚性基板相比，目前还没有明显的优势。因此，出少卫星外，目前大多数卫星的太阳翼均采用了刚性基板。当然，随着太阳翼技术不断进步，柔性基板或半刚性基板的太阳翼将会得到更多的应用。 （2）太阳翼机构的功能和构造 太阳翼机构的功能是先把太阳翼收拢固定在卫星本体上，在卫星发射入轨后，再把太阳翼展开到规定的位置。在需要时，还可以使太阳翼对太阳定向 (责任编辑：qin) |