柔性多层冲击空间碎片防护结构设计与试验

充气展开密封结构是未来空间站以及大型空间居住舱的理想构建形式,其外蒙皮由气密层、增强层、微流星体和空间碎片防护层、辐射保护层以及热控层组成。为了既满足对空间碎片的防护,又满足折叠、收纳以及展开的要求,空间碎片防护层需要采用多层冲击防护结构设计。基于多层冲击防护结构,采用国产的玄武岩纤维材料和芳纶织物的特性参数,根据弹道极限方程设定了柔性空间碎片防护层的设计参数,并通过高速撞击试验对根据设计参数生产的试验件进行了试验验证,试验结果与柔性多层冲击防护结构的弹道极限方程吻合较好。     

可展开航天器的充气系统分析

1引言□□充气结构的应用极其广泛,包括数据接收和传输天线、太阳防护罩、散热器、聚光器、太阳电池翼、太阳帆、充气机翼、航天器着陆系统、行星探测器充气轮胎,甚至居住舱等。充气航天器的结构形式也是多种多样,从几厘米大的微型飞行器到几千米尺寸的太阳帆或者太阳电池翼。在很多情形下,充气结构是唯一可行的选择,因为这种结构有其特有的优势,它的质量轻、折叠体积小、价格低廉、展开可靠性高,这是其他结构所无法望其项背的。2充气结构的分类按照工作方式,充气结构一般可以分为以下3类:持续充气(CI)结构,充气刚性化(RI)结构和一次性充…     

空间充气薄膜衍射成像结构的热力耦合分析

随着空间光学技术的发展,衍射成像系统成为空间光学领域的研究热点。提出了一种充气薄膜衍射成像结构设计方案,针对其在空间热载荷作用下的热力耦合效应开展研究。建立了充气薄膜衍射成像结构的热力耦合顺序分析框架,基于I DEAS和ANSYS软件二次开发技术,实现了热力耦合数值分析,得到了结构在轨运行时的瞬态温度场、热应力、热变形等。分析结果表明,充气支撑结构产生了较大热变形,但最大热应力远小于聚酰亚胺薄膜材料的抗拉强度,而镜面中心处没有出现较大的热变形响应,为充气薄膜衍射成像结构的防热设计提供了技术支持。     

充气薄膜桁架的协同折叠设计及展开过程仿真

充气薄膜桁架结构可应用于大型空间充气薄膜航天器的展开部件和支撑结构。研究了充气薄膜桁架结构的协同折叠设计方案，首先推导了蒙皮结构的折叠状态几何公式，然后设计充气桁架的折叠方案，以几何适应于蒙皮结构折叠状态。建立了协同折叠设计方法，并得到了参数化模型。方案实现了横向和纵向同时折叠，横向折叠率为267，纵向折叠率为882。基于改进的弹簧 质点系统，完成了充气薄膜桁架结构的充气展开动力学仿真，得到了展开动力学行为和参数。仿真结果表明展开过程平稳可靠，未发生各构件间的物理干涉，从而评估了协同折叠设计方案的合理性，为此类结构的工程应用提供了技术支撑。     

充气展开自支撑臂振动模态分析

充气展开自支撑臂是由层合铝膜和离散自支撑壳组成,可在无充气压力下实现对有效载荷的支撑。为提高充气展开自支撑臂振动特性预测精度,首先,基于Timoshenko梁理论和哈密顿原理,推导了自支撑臂振动微分方程,提出了考虑充气压力的预应力和构型变化的梁单元模型。该单元模型考虑了结构自支撑壳的离散分布特性,使建立的质量矩阵更接近自支撑臂结构的真实值。然后,通过实验对该模型进行验证,结果表明本文方法比传统梁单元模型具有更好的精度。最后,分析了充气压力和自支撑壳宽度等参数对自支撑臂结构振动模态的影响规律,结果可为充气展开自支撑臂的设计提供理论参考。      

展开式薄膜遮光罩设计及重复展开精度研究

针对星敏感器的杂光抑制需求，设计了一种可以实现轴向展开的圆柱状展开式薄膜遮光罩，包括充气支撑管、薄膜蒙皮和挡光环，并完成了各构件的结构和材料设计。建立了薄膜蒙皮的运动学模型，分析了构型随着二面角的变化情况，验证了薄膜蒙皮采用hexagonal折纸样式可以完全折叠和展开。通过试验研究了遮光罩的重复展开精度，包括轴向和径向展开精度等。研制了遮光罩原理样机，并开展了地面展开试验，表明在充气支撑管的驱动下能够顺利展开，为大尺寸遮光罩的工程应用提供了新的技术方案。     

模块化空间折展机构研究现状与展望

模块化空间折展机构具有拓展灵活、通用性好、适应性强等特点，可满足长距离深空探测、长期在轨空间站建设和超广域卫星通信等重大航天工程对大型/超大型空间折展机构的需求，是一种新型关键的航天装备。针对应用需求，阐述了模块化空间折展机构领域的研究进展，重点介绍了伸展臂、太阳翼和空间可展开天线等3类折展机构中具有模块化特征的典型构型，分析了模块化空间折展机构的结构组成、展开原理、驱动方式及应用现状，从机构创新设计方法、地面微重力试验及仿真、空间在轨装配技术、空间在轨建造技术等4个方面，展望了模块化空间折展机构未来的发展方向，旨在为大型空间折展机构的研究和应用提供借鉴与参考。     

空间可展开天线铰链热变形分析与试验验证

在轨热变形是影响空间可展开天线精度的关键因素之一,因此,空间可展开天线结构的在轨热变形分析具有十分重要的意义。随着空间探测任务要求的不断提高,铰链热变形对空间可展开天线指向精度的影响已经不可忽略。以某空间可展开天线的根部铰链和臂间铰链为研究对象,建立其有限元模型,计算铰链主弯方向和侧弯方向在温度每变化10℃时相对角度的变化。基于高低温箱和电子经纬仪构建铰链精度测试系统,开展铰链热变形试验。试验结果表明：根部铰链和臂间铰链在主弯方向和侧弯方向呈现纯结构热变形特性,仿真结果与试验分析结果基本一致,验证有限元模型和试验分析方法的正确性。根据铰链主弯和侧弯方向角度相对变化,评估热变形对铰链变形的影响。该建模和试验分析方法可为同类型空间可展开天线设计、分析和优化及类似可展开机构精度影响因素的分析提供参考。     

北京空间机电研究所

正北京空间机电研究所成立于1958年,隶属于中国航天科技集团公司中国空间技术研究院,是中国最早从事空间技术研究的单位之一。研究所于1967年11月开始从事空间光学遥感技术的研究,是我国最早从事空间光学遥感器研制的单位。截至目前,研究所先后为我国各类遥感卫星提供了上百台(套)空间光学遥感器,超过我国所有在轨业务运行空间光学遥感器的80%,成功率100%,性能均达     

柔性张拉薄膜可展开空间天线研究现状与发展趋势

柔性张拉薄膜可展开天线是将柔性电子、柔性薄膜材料、柔性结构和柔性展开技术融合创新的一种具有广泛应用前景的大型可展开空间天线，具有轻质、高展收比、高增益和波束灵活的特点，可有效满足遥感、通信、深空探测卫星的特殊需求。阐述了柔性张拉薄膜可展开天线的特点与研究现状；对空间薄膜天线研制的基础理论及综合测试方法进行了总结；结合具体工程问题，论述了大型可展开空间薄膜天线研制所需要解决的关键技术难题，并进一步分析了薄膜天线的技术发展趋势。     

北京空间机电研究所

正北京空间机电研究所成立于1958年,隶属于中国航天科技集团公司中国空间技术研究院,是我国最早从事空间技术研究的单位之一。研究所于1967年11月开始从事空间光学遥感技术的研究,是我国最早从事空间光学遥感器研制的单位。截至目前,研究所先后为我国各类遥感卫星提供了上百台(套)空间光学遥感器,超过我国所有在轨业务运行空间光学遥感器的80%,成功率100%,性能均达到或优于设计指标,为国防建设和国民经济建设做出了重要贡献。     

北京空间机电研究所

正北京空间机电研究所成立于1958年,隶属于中国航天科技集团公司中国空间技术研究院,是我国最早从事空间技术研究的单位之一。研究所于1967年11月开始从事空间光学遥感技术的研究,是我国最早从事空间光学遥感器研制的单位。截至目前,研究所先后为我国各类遥感卫星提供了上百台(套)空间光学遥感器,超过我国所有在轨业务运行空间光学遥感器的80%,成功率100%,性能均达到或优于设计指标,为国防建设和国民经济建设做出了重要贡献。     

北京空间机电研究所

正北京空间机电研究所成立于1958年,隶属于中国航天科技集团公司中国空间技术研究院,是中国最早从事空间技术研究的单位之一。研究所于1967年11月开始从事空间光学遥感技术的研究,是我国最早从事空间光学遥感器研制的单位。截至目前,研究所先后为我国各类遥感卫星提供了上百台(套)空间光学遥感器,超过我国所有在轨业务运行空间光学遥感器的80%,成功率100%,性能均达到或优于设计指标,为国防建设和国民经济建设做出了重要贡献。     

北京空间机电研究所

正北京空间机电研究所成立于1958年,隶属于中国航天科技集团公司中国空间技术研究院,是中国最早从事空间技术研究的单位之一。研究所于1967年11月开始从事空间光学遥感技术的研究,是我国最早从事空间光学遥感器研制的单位。截至目前,研究所先后为我国各类遥感卫星提供了上百台(套)空间光学遥感器,超过我国所有在轨业务运行空间光学遥感器的80%,成功率100%,性能均达到或优于设计指标,为国防建设和国民经济建设做出了重要贡献。     

北京空间机电研究所

正北京空间机电研究所成立于1958年,隶属于中国航天科技集团公司中国空间技术研究院,是中国最早从事空间技术研究的单位之一。研究所于1967年11月开始从事空间光学遥感技术的研究,是我国最早从事空间光学遥感器研制的单位。截至目前,研究所先后为我国各类遥感卫星提供了上百台(套)空间光学遥感器,超过我国所有在轨业务运行空间光学遥感器的80%,成功率100%,性能均达到或优于设计指标,为国防建设和国民经济建设做出了重要贡献。     

平面-抛物面型薄膜天线形面及温度分析

为了解决星载天线的大口径与运载工具整流罩有限体积, 以及星载天线的重量与卫星平台和运载工具承载能力之间的矛盾, 充气可展开结构技术是非常理想 的选择. 为实现高精度反射面, 针对平面-抛物面型充气可展开天线反射面, 进行弹性力学分析, 得到反射面与充气气压、薄膜材料、边界条件之间的关系, 以及形 面和抛物面间存在的M形误差. 在此基础上, 探讨了天线在轨时温度变化对反射面 形面的影响, 提出了消除这种影响的两种方法. 利用ANSYS分析结果对理论解进行验证, 结果吻合.      

“嫦娥4号”中继星伞状可展开天线设计与验证

伞状可展开天线是"嫦娥4号"中继星为着陆于月球背面的"嫦娥4号"着陆器和巡视器提供中继通信的关键单机。对伞状可展开天线的设计原理和构造进行了描述,对天线在轨展开、网面成型与保持、超低温环境适应性等技术难点开展了分析。天线在轨展开采用缓释弹簧分布式驱动展开技术,具有布局灵活、轻便、安装体积小、可靠性高的优点,并开展了寿命、热真空环境展开等试验,验证了天线展开技术的正确性;采用双层网结构设计形式实现天线网面成型与保持,优化了张力网节点数量,开展了型面精度测试和型面在轨热变形预示,验证了天线在轨型面精度达到亚毫米级的设计指标,进一步确保了天线在轨性能满足任务要求;天线部组件最低温度达到–250℃的超低温环境验证结果,表明天线经历超低温环境存储后,结构无损坏,性能无下降,满足天线在轨环境适应性的要求,有效地支撑了"嫦娥4号"中继星中继通信任务的顺利执行。     

北京空间机电研究所环境工程与试验事业部

正北京空间机电研究所成立于1958年8月21日,是我国最早从事空间技术研究的单位之一。研究所集研究、设计、生产、试验于一体,致力于航天器回收着陆技术、空间光学遥感技术、火工装置技术、空间激光探测技术、航空光学遥感技术、复合材料结构成型技术六大专业的探索与研究。研究所具备我国空间光学遥感器研制的较高水平,引领着国内空间光学遥感领域多项前沿技术的发展,成功在轨应用100余台光学遥感器,获得国家科技进步奖多项,重要科技成果400多项。环境工程与试验事业部拥有温湿度气候箱/室、力学试验、特殊环境试验、以及防护类试验,致力于军民品的高低温、湿热、振动、跌落、冲击、摇摆、加速度、温度高度、太阳辐射、热真空、淋雨、沙尘、盐雾、霉菌等环境类试验、防护类试验和可靠性试验及热控设计实施、真空系统研制集成,承担了国家多个重大专项建设和重要型号研制项目。客户已涵盖航天、航空、电子、汽车、轨道交通、半导体、智能制造等各行业多个领域,规模为国内同行业领先,设备设施达到了国际先进水平。     

国际承诺的完美兑现——委内瑞拉遥感卫星―1研制历程回顾

委内瑞拉遥感卫星-1已于2013年3月在轨交付,委方对卫星的优异表现表示满意。作为我国第一颗出口的遥感卫星,已正式开始为委内瑞拉提供国土、资源普查以及防灾减灾等服务,造福当地。航天东方红卫星有限公司(以下简称东方红公司)担负的该卫星研制及在轨测试任务也圆满落幕,而那些在整个任务过程中曾有的经历仍然留存在记忆中,难以忘怀……     

基于充气薄膜的可展开帆板结构设计

充气薄膜结构具有质量轻、收纳比高的优势。通过理论分析及实验验证的方法,得到了充气薄膜管承载力矩与充气内压、管道内径、展开程度之间的映射关系。进一步通过“厚度包边”法处理二级展开帆板的厚度问题,设计了转动锁定、转动-滑移锁定、搭接锁定连接结构,提出薄膜管驱动的二级可展开矩形帆板、圆形帆板以及百叶窗式矩形帆板三种大尺度可展开帆板结构形式,并进行展开状态的模态仿真,对比其模态振型。本设计可为大尺度充气可展开结构形式提供参考。