充气结构在大型星载天线中的应用（可复制）.pdf

摘要气结构的优点之一——折叠体积小。并对折叠模型进行网格划分、节点约束;将本文以一种新的大型可展开天线结构为背景,研究了在这种以刚性肋结构为主要内外资料的基础上,对国内外各种大型星载天线的结构形式进行了分析研究,特别对充气硬化空间可展开结构做了深入的研究。在此基础上,提出了刚性结构与先从静力分析的角度,利用有限元软件越峁怪谐淦补芙薪#静力分析不足以表现充气结构的动力特性,所以又从动力学角度,对充气圆管的动力特性进行了分析研究。通过⒊淦峁拐鄣P停浞址⒒映建立的模型通过可读的募汲觯云渲械墓丶纸惺实钡奶加和修改,然后导入—进行求解计算,#ü齃瓺砑谐淦箍6Ψ治觥关键词:星载天线充气圆管有限元分析显式动态分析星载可展开天线是一种重要的空间可展开结构,对国家国防事业有着重要的作用,同时也在民用领域有着广泛的用途,对星载天线的研究有着长远的意义。支架和充气圆管结构为支撑结构的天线中的充气圆管结构。首先,在查阅大量国充气硬化结构相结合的结构形式,并建立充气圆柱管和圆环管模型。让膜结构承受一定的外力作用,自然变形,然后再在膜面施加内部压力进行充气膨胀,使膜结构恢复期望形状,并对充气压力、膜面厚度进行优化。果。通过猿淦仓芙#猿淦箍I煺乖仓艿某性啬芰蟹治觯通过对充气圆管的静力和动力两方面分析,说明了充气圆管结构在新型天线中的可行性。
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第滦髀课题背景及意义国内外可展开天线研究现状近几十年,卫星技术在航天技术领域占据了核心地位。据统计,各国至今共发射了近个航天器,其中绝大多数是应用卫星。这些形形色色用途各异的卫星发挥着巨大的经济、军事和社会效益,实现了许多常规手段根本无法实现的功能⋯。卫星天线是卫星结构的重要组成部分,是直接执行卫星功能的重要平台,其实现技术直接影响到卫星的技术水平,也是一个的标志。因此,卫星天线技术也成为近几年来发展最快的技术之一“K孀盼佬窃谀芰看洹地球探测、射电天文观测、深空观测、通信与广播、电子侦察等方面应用的深入和发展,对大型卫星天线的应用需求变得越来越迫切。通过增加卫星天线的口径,可以使卫星的覆盖区域和观测精度得以提高,并使卫星天线获得更宽的信号接收频带和更高的增益,同时也减小了地面接收装置的数量和尺寸。据国外文献报道,处于地球静止轨道的电子侦察卫星的接收天线口径通常在米以上甚至达到米,因此大型卫星天线技术已经成为研制多种类型卫星所必须解决的关键技术之一。与此同时,为了满足现代应用卫星的多功能、大容量、多谱段、大功率、长从经济方面考虑以及当今火箭的运载能力,需要天线结构质量轻、体积小。这样一对矛盾就引出了对新型结构的思考——空间可展开结构?占淇烧箍=峁沟墓δ芨拍钍牵阂钥杀浠⒘街忠陨系奈榷ń峁剐问满足不同条件下需求的结构。这类结构具有收拢后体积较小,可固定于运载火箭的有效荷载舱内,当它发射入轨后,根据地面的控制指令逐步完成展开动作,展开达到目标尺寸后锁定并保持为工作状态的特点“R虼耍佬翘煜叩目烧箍P已经成为现代卫星天线的一个显著特征,也是各国在现代航天技术活动中研究的重点内容。国外星载大型可展开天线形式较多,已有不少成功应用的例子。我国目前还没有空间应用的突破,但可以肯定,随着我国航天事业的蓬勃发展,相信在不久的未来空间大型可展开天线将会应用在我国的航天器上。卫星天线结构形式的发展总体上经历了三个阶段“’柏即:整体结构——单次展开结构——多次展开结构。整体结构阶段是航天飞行器发展的初始阶段。这一阶段由于航天器结构简单、任务单一、有效载荷体积较小,故其卫星天线在地面上的设计状态与在轨工作状寿命等要求,卫星天线将不可避免地趋于大型化和复杂化。
态基本相同,如我国的东方红一号、二号卫星、风云系列气象卫星、前苏联早期第二个阶段是单次展开结构阶段。这一阶段航天飞行器的有效载荷体积较大、功能较多、形体复杂。卫星天线在发射阶段处于收拢状态,并固定在有效载荷舱内,待发射后于某一时间和空间由地面控制中心遥控其一次展开到位并锁定。如我国的东方红三号通讯卫星、导航一号卫星以及上一代国外通讯卫星。第三个阶段是多次展开结构阶段。这一阶段航天器的功能进一步增多、有效载荷也有很大的提高、结构形体庞大复杂。卫星天线形式多样,卫星入轨后由地面控制中心于不同的时间、空间,指令其分别顺序完成多项展开动作并锁定,最后形成一个完整的天线结构。如我国的中星号实验卫星以及现在运行于地球同步轨道上的大部分国外商用通讯卫星和电子侦察卫星。在卫星天线结构发展的前两个阶段中,卫星天线的反射器都是以金属或复合材料为基体,并于工作面上镀膜和涂覆涂料,从而形成形状不发生变化的反射形面,也称固面反射器。这类卫星天线的反射器由于不能弯折,其口径理论上只能达到有效