空间薄膜结构展开分析模型研究综述

随着空间薄膜结构的快速发展,如何有效地实现空间薄膜结构的展开变得越来越重要,已成为航天工程所关注的关键技术问题之一.空间薄膜结构如果不能可靠展开,将会直接影响到与之相连的航天器的表面精度、信号发射等工作性能,对于航天器是否能完成预定的航天任务具有非常重要的意义.本文通过对国际上目前采用的常见空间薄膜结构的展开分析理论和实验模型进行综述,特别是对流—固耦合模型、弹簧—质点模型、控制体积模型和能量—动量模型等几种主要分析模型从理论依据、实践应用以及优缺点等方面进行了比较分析,提出了相应的修正建议,为进一步进行空间薄膜结构的展开分析具有重要的理论指导和实践借鉴意义.     

杭州黄龙体育中心网球馆可开启屋盖的风洞试验

杭州黄龙体育中心网球馆屋盖属于可开启结构,部分屋盖可沿平行轨道滑动,结合该主体结构的抗风设计要求制作1∶100的刚性模型,进行了结构表面平均风压和脉动风压分布的风洞试验.分析了在不同风向角时关闭和开启屋盖状况下的风压分布.为了便于结构设计,根据实际情况对屋面进行分区并给出相应的分区风压数据,并依据各风向角下的风压分布特征,得出整体结构的抗风设计依据值.     

桁架式可展开天线反射面精度试验

为了验证一种桁架式可展开天线结构设计方法的正确性,制作了一个口径为2 m的天线模型,设计了由上部中心立柱加三支杆悬挂支撑天线的试验悬挂方案,用基于PhotoModeler软件建立的摄像测量系统对天线抛物面反射面进行精度测量,将测量数据带入基于浅壳理论推导出的精度计算方程计算反射面误差.模型的反射面精度与设计值接近,表明该结构设计方法适合于设计更大口径的该类型天线.设计制作了6 m×2.8 m口径的天线,并对此天线进行了两种姿态下的展开精度试验,精度测量结果表明反射面精度符合设计要求.     

基于混合滤波的可展天线多节点状态估计

为保证卫星可展天线精确和可靠地展开,提出一种基于混合滤波的可展天线多节点估计方法。该方法通过核粒子滤波器实现多模态概率密度的递推估计,滤波过程中采用分量迭代寻优模式使粒子向各自分量最大概率密度方向移动;并对混合参数重更新,以适应粒子寻优过程中的位置和权值变化。进一步结合可展天线模型建立自校正重要性函数,提高估计的准确性。实验表明该方法适用于天线在展开过程中的多节点状态估计。     

充气球天线的设计与加工工艺

充气球天线的设计、分析、加工制造等已成为国内外研究的热点,其中量产要求与工艺研究需求尤为突出.文中从设计与加工的角度出发,提出了一种充气天线反射面初始型面分析计算方法和裁片计算分析方法,给出了反射面粘贴模具、球面粘贴靠模、裁剪线布置方案和裁剪模具的设计方法,并介绍了充气球天线的加工工艺和流程.性能测试结果表明,文中所述工艺和流程切实可行,有效可靠.     

空间薄膜充气管的太阳辐射压力及外热流分析

本文分析了不同轨道高度以及同一轨道高度不同位置,空间薄膜充气管所受太阳辐射压力及其扭矩大小,以及所受外热流情况.研究发现影响空间薄膜充气管的太阳辐射压力及其产生的扭矩与轨道高度无关,但随轨道位置变化而变化;外热流是轨道高度和位置的函数:随着高度的增加,太阳直接辐射热流不发生变化,但在所有外热流中其数值最大,地球红外辐射热流和地球反照热流则随着轨道的增加而下降,且后者下降的速度更快.