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可展开遮阳罩技术研究进展及其关键科学问题

国防科技大学学报 2018年第1期40卷 56-66页

作者：卫剑征林秋红林国昌谭惠丰哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术重点实验室黑龙江哈尔滨150080 中国空间技术研究院总体部北京100094

可展开遮阳罩一般是由多层轻质柔性高精度无褶皱薄膜和展开支撑臂及其控制装置组成,在轨后展开支撑臂有序展开多层大面积薄膜实现光控制和热控制性能,能有效改善和防护空间航天器。针对可展开遮阳罩结构,依据一维轴向、二维平面与三维... 详细信息

可展开遮阳罩一般是由多层轻质柔性高精度无褶皱薄膜和展开支撑臂及其控制装置组成,在轨后展开支撑臂有序展开多层大面积薄膜实现光控制和热控制性能,能有效改善和防护空间航天器。针对可展开遮阳罩结构,依据一维轴向、二维平面与三维周向的展开方式分类总结国内外可展开遮阳罩技术的研究进展,并对不同遮阳罩结构形状、薄膜材料、层数与展开方式等进行对比分析;梳理出遮阳罩在杂光抑制、折叠与展开变形机理、极端环境下薄膜多场耦合、低温热控、太阳辐射光压力矩及其计算方法等方面的关键科学问题,并给出了中国研究遮阳罩的发展建议。

关键词：可展开遮阳罩热控薄膜充气式支撑臂

碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的制备与可展开性能研究

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碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的制备与可展开性能研究

作者：马心旗河南工业大学

学位级别：硕士

碳纤维增强热塑性(Carbon Fiber Reinforced Thermoplastic,CFRTP)复合材料具备高韧性、较短的成型周期、可焊接性和可回收性等优点。在航空航天和其他工业领域的应用中显示出巨大的潜力。目前,国内外众多研究人员已经在CFRTP复合材料... 详细信息

碳纤维增强热塑性(Carbon Fiber Reinforced Thermoplastic,CFRTP)复合材料具备高韧性、较短的成型周期、可焊接性和可回收性等优点。在航空航天和其他工业领域的应用中显示出巨大的潜力。目前,国内外众多研究人员已经在CFRTP复合材料领域进行了大量研究,并且取得一定的成果。聚醚醚酮(Poly-ether-ether-ketone,PEEK)是一种具有优异性能的热塑性材料,碳纤维增强聚醚醚酮(CF/PEEK)被认为是主要的高性能热塑性复合材料之一,受到了广泛的关注。但由于CF和PEEK表面是惰性的,不会发生化学键合,且PEEK具有较高的熔点和熔融粘度,导致CF/PEEK复合材料在工程中的应用受到了阻碍。目前研究的主要是关于CF/PEEK的制备和力学性能,对其可展开性能研究十分匮乏。为了推动CF/PEEK复合材料在航空航天、医疗等领域的工程应用,本文以CF/PEEK复合材料为研究对象,采用模压成型工艺制备单向层合板,对其力学性能进行了测试。基于非对称铺层产生内应力的机理,制备了不同铺层方式的层合板和人形杆,并对其进行研究与表征。主要的研究内容包括以下几个方面:(1)设计研制了碳纤维宽展-上浆一体化实验平台,为改善CF/PEEK复合材料中的界面相互作用,配置了上浆剂。并对宽展-上浆后的碳纤维单向带的静态接触角、热性能、表面微观形貌和拉伸性能进行测试与表征。(2)对CF/PEEK复合材料的成型工艺进行了研究,通过对PEEK薄膜进行差示扫描量热法分析,并结合理论以及大量实验数据,确定CF/PEEK的成型工艺参数。然后,将碳纤维单向带与PEEK薄膜进行编织,形成CF/PEEK复合材料编织布,采用真空模压成型工艺制备单向层合板,并对其进行拉伸和弯曲性能测试。最后,通过二次成型的方法完成了CF/PEEK复合材料碟形弹簧的制备。(3)对非对称铺层导致复合材料层合板弯曲变形的机理进行了研究,并通过模压成型工艺制备不同铺层厚度和铺层方式的CF/PEEK复合材料层合板,对其弯曲曲率半径和在不同温度场下展开行为进行了测试与表征。基于此,设计了可展开抓手并完成抓取实验,验证了非对称铺层在可展开结构应用的可行性。(4)采用超薄CF/PEEK进行薄膜叠层和非对称铺层设计,模压工艺制备复合材料人形杆,讨论了不同的铺层方式对人形杆法兰区变形曲率的影响机制,通过折叠弯曲实验,得到了人形杆的弯曲力-曲率曲线,验证了采用非对称铺层制备碳纤维复合材料人形杆的可行性。

关键词： CF/PEEK 上浆剂力学性能非对称铺层可展开人形杆

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星载可展开有源相控阵天线结构的研究进展

机械工程学报 2016年第5期52卷 107-123页

作者：王从思韩如冰王伟王猛 TU Qingsong 平丽浩西安电子科技大学电子装备结构设计教育部重点实验室西安710071 美国加州大学伯克利分校机械工程系美国加州94720 美国加州大学伯克利分校土木与环境工程系美国加州94720 南京电子技术研究所南京210039

星载可展开有源相控阵天线作为空间通信、电子侦察、导航、环境监测等卫星系统的'眼睛'和'耳朵',通过空间可展开结构实现较大的物理口径,利用有源相控阵体制实现独立控制多个点波束,克服了传统机械扫描天线的诸多缺点,已成为宇航领域的... 详细信息

星载可展开有源相控阵天线作为空间通信、电子侦察、导航、环境监测等卫星系统的'眼睛'和'耳朵',通过空间可展开结构实现较大的物理口径,利用有源相控阵体制实现独立控制多个点波束,克服了传统机械扫描天线的诸多缺点,已成为宇航领域的关键装备之一。总结星载有源相控阵天线发展历程,分析星载有源相控阵天线的结构形式、性能要求及应用情况,阐述国内外研究现状,并对其涉及的七项关键结构技术做了概要解析,探讨星载可展开有源相控阵天线结构领域的未来研究方向。

关键词：星载有源相控阵天线可展开大口径

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空间可展开望远镜结构动力优化设计

中国机械工程 2006年第S2期17卷 241-245页

作者：杨东武段宝岩仇原鹰西安电子科技大学西安710071

介绍了某口径为4m的空间可展开望远镜的结构形式,建立了其有限元参数化模型。以系统结构总质量最小为目标函数,以部分待定的结构尺寸为设计变量,以可展开望远镜在收拢和展开两种状态下的动力性能要求为约束函数,建立了空间可展开望远镜... 详细信息

介绍了某口径为4m的空间可展开望远镜的结构形式,建立了其有限元参数化模型。以系统结构总质量最小为目标函数,以部分待定的结构尺寸为设计变量,以可展开望远镜在收拢和展开两种状态下的动力性能要求为约束函数,建立了空间可展开望远镜的动力优化数学模型。利用遗传算法对该模型进行了优化计算,取得了比较满意的结果,为可展开望远镜的结构设计提供了一组较好的理论参考值。

关键词：空间望远镜可展开动力优化遗传算法

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可展开切割抛物面天线反射体的设计研究

机械设计 2003年第2期20卷 25-27页

作者：高宏伟陈贵敏贾建援西安电子科技大学机电工程学院陕西西安710071

介绍一种新型可展开切割抛物面天线反射体的结构设计方法,给出该设计方法的机构运动学原理和赋形设计过程,以及可选用的多种天线反射面栅片结构形式。最后,通过计算某型号可展开天线反射体的抗风能力及收缩力大小,说明这种新型天线反射... 详细信息

介绍一种新型可展开切割抛物面天线反射体的结构设计方法,给出该设计方法的机构运动学原理和赋形设计过程,以及可选用的多种天线反射面栅片结构形式。最后,通过计算某型号可展开天线反射体的抗风能力及收缩力大小,说明这种新型天线反射体结构设计方法的可行性。

关键词：可展开切割抛物面天线反射体设计

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可展开太阳帆技术概述

中国航天 2006年第5期 40-43页

作者：刘宇艳李学涛杜星文

太阳帆舷行的构想和原理太阳帆以太阳光光压为推进动力,是一种独特的推进方式,它超越了对反应物料的依赖.其工作原理是:利用太阳帆将照射过来的太阳光(光子)反射回去,由于力的作用是相互的,太阳帆在将光子'推'回去的同时,光子也会对太... 详细信息

太阳帆舷行的构想和原理太阳帆以太阳光光压为推进动力,是一种独特的推进方式,它超越了对反应物料的依赖.其工作原理是:利用太阳帆将照射过来的太阳光(光子)反射回去,由于力的作用是相互的,太阳帆在将光子'推'回去的同时,光子也会对太阳帆产生反作用力,从而推动飞船前进.

关键词：太阳帆技术概述可展开工作原理推进动力推进方式反应物料反作用力太阳光光子

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星载可展开天线的展开动力学研究

西安电子科技大学学报 1993年第1期20卷 9-17页

作者：邱扬叶尚辉刘明治西安电子科技大学电子机械系

针对星载可展开天线柔性较大的特点,综合考虑天线的分布参数、集中参数及摩擦力等因素对系统动特性的影响。在严格按照运动学合成原理的基础上,采用有限元法与拉格朗日方程建立了可展开天线的运动微分方程。并求得了某星载可展开天线的... 详细信息

针对星载可展开天线柔性较大的特点,综合考虑天线的分布参数、集中参数及摩擦力等因素对系统动特性的影响。在严格按照运动学合成原理的基础上,采用有限元法与拉格朗日方程建立了可展开天线的运动微分方程。并求得了某星载可展开天线的展开动力响应,讨论了此天线动力分析中的若干关键问题。

关键词：可展开天线动力学弹性机构

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可展开空间望远镜次镜对准检测技术研究

可展开空间望远镜次镜对准检测技术研究

作者：冯学贵中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所)

学位级别：硕士

目前，可展开空间望远镜由于其发射时所占体积小，成为国内外学者研究的一个重要领域。可展开望远镜的一种典型类型是，只折叠主镜和次镜之间的支撑结构。在发射升空过程中，次镜支撑结构折叠或压缩，使得望远镜的长度减小，发射体积紧... 详细信息

目前，可展开空间望远镜由于其发射时所占体积小，成为国内外学者研究的一个重要领域。可展开望远镜的一种典型类型是，只折叠主镜和次镜之间的支撑结构。在发射升空过程中，次镜支撑结构折叠或压缩，使得望远镜的长度减小，发射体积紧凑。进入轨道后，利用支撑的可展开特性，使次镜运动到其设计位置附近。这种可展开望远镜由于体积小、质量轻、可运用于微小卫星平台、发射成本低等优点，受到越来越多的关注。可广泛应用于空间光通信、对地观测等领域。本文首先介绍了一种用带状弹簧作为支撑结构的可展开空间望远镜，并设计了一个光学系统。由于带状弹簧和支撑方式的特性，次镜展开后必然存在较大误差。因此，从光学系统的角度，分析了次镜失调对成像质量的影响。然后设计了一种可展开望远镜次镜测量系统，测量展开后次镜位置相对初始位置的变化量，即次镜失调量。该测量系统基于位置敏感探测器（PSD），包含三个半导体激光器、三个小反射镜和三个PSD。利用光线追迹的方法推导了联系次镜失调量和PSD输出值的方程组，并提出一种新的基于矩阵光学理论的推导方法。最后，通过实验装置对测量原理进行了验证，测量了这种可展开望远镜的次镜失调量，并分析了该测量系统的测量误差。结果表明其失调量中的位移量在100μm量级，倾斜量在100μrad量级。在文章的结尾，总结了本论文的主要研究工作，并展望了后续的研究工作。

关键词：可展开空间望远镜带状弹簧次镜对准测量展开精度测量

空间无磁可折叠可展开可锁定机构的设计与试验

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空间无磁可折叠可展开可锁定机构的设计与试验

作者：刘森国防科学技术大学

学位级别：硕士

航天器现有各类展开机构载荷较大,为保证结构刚性及承载能力多采用铝合金结构的接头形式,旋转关节通过弹簧驱动展开及锁定。整套机构承载大刚性高,但质量大不适合于轻型设备的支撑及展开,不能满足小卫星轻质设备展开及支撑的使用要求。... 详细信息

航天器现有各类展开机构载荷较大,为保证结构刚性及承载能力多采用铝合金结构的接头形式,旋转关节通过弹簧驱动展开及锁定。整套机构承载大刚性高,但质量大不适合于轻型设备的支撑及展开,不能满足小卫星轻质设备展开及支撑的使用要求。本文针对轻型设备需要新的轻型、无磁、可展开、可锁定机构进行了研究,并给出了设计方案。并且对整套机构的关键点旋转关节,展开了多方案设计、展开试验验证、优化设计,最终将优化后的产品集成为伸杆机构组件,进行了初步试验验证。通过对伸杆机构组件进行空间环境分析(力学分析和热分析)以及对其进行的展开试验、重复精度试验(可靠性试验)和常温常压温度梯度试验,证明此套机构展开到位可靠性高、对温度交变的适应性较好。在目前国际上广泛兴起的卫星小型化的浪潮中,本研究可用以满足星载轻质载荷对航天机械产品的需求,并且在今后的型号研制工作中起到重要的作用。

关键词：卫星小型化轻型无磁可展开可锁定