GEO轨道太阳帆热致干扰力矩分析

作     者：王杰 余晔 张涛 WANG Jie;YU Ye;ZHANG Tao

作者机构：国防科技大学空天科学学院长沙410073 

出 版 物：《中国空间科学技术（中英文）》 (Chinese Space Science and Technology)

年 卷 期：2024年第44卷第3期

页      面：167-173页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(11802335) 

主　　题：太阳帆 热致动力学响应 GEO 温度场 干扰力矩 

摘      要：太阳帆由轻质伸展臂张拉大面积柔性薄膜结构组成。当太阳帆经历空间高低温环境时,温度场突变以及材料热膨胀系数的不一致将激起伸展臂的变形和振动,对太阳帆的姿态产生干扰力矩,影响控制系统的稳定性。提出了太阳帆热致干扰力矩分析方法,以豆荚杆式伸展臂支撑的太阳帆为仿真对象,建立了热-结构分析模型,分析了太阳帆在进出地影时结构的瞬态温度场分布,进一步计算了突变温度场下结构的动态响应,最后获取了热致动力学响应对中心星体的干扰力矩。数值仿真结果表明,热致变形和进出地影时伸展臂的热致振动将会对太阳帆中心星体造成不可忽视的干扰,干扰力矩幅值达10-3 N·m。提出的方法可对太阳帆在轨热扰动响应进行精确预示,对工程设计具有理论指导意义。