空間雙剪式鉸天線設(shè)計與展開過程動力學(xué)分析.pdf

1、近年來，太空探測、對地觀測、海洋勘探和軍事偵察等空間活動發(fā)展迅猛，未來太空任務(wù)愈發(fā)復(fù)雜，對大口徑、高精度、高剛度、高穩(wěn)定性、輕量化星載天線的需求越來越迫切。本文以空間雙剪式鉸網(wǎng)狀天線為研究對象，對反射面幾何設(shè)計、預(yù)張力設(shè)計、索網(wǎng)動力學(xué)建模、驅(qū)動繩索動力學(xué)建模和展開過程動力學(xué)分析等關(guān)鍵問題進(jìn)行研究：
　　1.測地線索網(wǎng)結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、索單元總長度最短等優(yōu)點，是目前最理想的索網(wǎng)結(jié)構(gòu)。本文首先研究了一種準(zhǔn)測地線索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的幾何設(shè)計方法，

2、詳細(xì)闡述了算法流程，并通過具體的實例驗證了其可行性；然后基于力密度算法，研究了一種等張力的索網(wǎng)找形算法，通過迭代方法可以得到張力相等的索網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
　　2.在空間網(wǎng)狀可展開天線中，繩索結(jié)構(gòu)是最常用的結(jié)構(gòu)之一，主要分為兩類：索網(wǎng)和驅(qū)動繩索。索網(wǎng)是網(wǎng)狀天線的核心部分，在國外空間大型網(wǎng)狀天線的在軌展開故障中，索網(wǎng)故障是最多的。為了研究其展開過程動力學(xué)，在 ADAMS中，通過Bushing連接剛性體的方法建立索網(wǎng)的動力學(xué)模型，并通過具體的索

3、網(wǎng)結(jié)構(gòu)驗證其合理性。驅(qū)動繩索在繞過滑輪時，其驅(qū)動力會有衰減，單元上驅(qū)動力差異會影響天線的展開同步性。基于ADAMS/Cable模塊，詳細(xì)介紹驅(qū)動繩索的動力學(xué)建模方式，為天線的展開工程分析提供參考。
　　3.雙剪式鉸天線是2012年歐洲航天局(ESA)在之前網(wǎng)狀反射面天線的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，提出了一種新型的空間可展開天線，然后建立模型進(jìn)行展開過程分析，并制作了6m的樣機(jī)進(jìn)行試驗驗證，認(rèn)定為最具有潛力的天線形式。本文針對該類型天線，首先進(jìn)行