可折疊展開式傘狀龍骨結(jié)構(gòu)聚光器結(jié)構(gòu)及性能分析.pdf

1、太陽能熱推進(STP：SolarThermalPropulsion)直接利用聚焦的太陽輻射能來加熱推進劑以產(chǎn)生推力。在航天工程領(lǐng)域，探索適用于深遠空間作業(yè)的新一代太陽能高效聚光器是當前的研究熱點，設(shè)計出高功率、高聚光比、小發(fā)射質(zhì)量和小運載體積的太陽能聚光器是STP系統(tǒng)的關(guān)鍵之一?，F(xiàn)有的聚光器主要有拋物面型、固定剛性結(jié)構(gòu)以及充氣展開式結(jié)構(gòu)。固定剛性結(jié)構(gòu)聚光器具有面差小、制造工藝簡單的優(yōu)點，但也存在系統(tǒng)發(fā)射質(zhì)量較大、包絡(luò)體積龐大、產(chǎn)生的功率

2、小，不能匯聚足夠的能量加熱STP推進器，難于適合于深空空間作業(yè)的缺點。地面試驗采用的充氣展開式聚光器雖然自重較低，有效減輕了發(fā)射質(zhì)量，但系統(tǒng)復(fù)雜、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不高，使用時存在展開度不高、展開速度無法控制、起皺無法消除的缺點。選用材質(zhì)輕、抗拉伸強度高的龍骨材料，將傘狀龍骨結(jié)構(gòu)引入可折疊展開式聚光器的的設(shè)計方案，可改進可折疊展開式聚光器存在面差大、展開后無法形成理想拋物面的缺點?？烧郫B展開式傘狀龍骨聚光器聚焦準確度高、可展開度高、包絡(luò)體積小、

3、發(fā)射質(zhì)量輕、聚光器傘面缺陷少，并有利于提高跟日系統(tǒng)精度。
　　 在本文工作中，針對可折疊展開式傘狀龍骨聚光器具有自重低、功率高、比沖高、推力適中的特點，利用ANSYS與ZEMAX軟件對功率為100kW的可折疊展開式傘狀龍骨聚光器在太空環(huán)境中的聚光性能進行模擬分析。在太陽風(fēng)及襯底薄膜表面張力的影響下，傘面最大應(yīng)力為1.66MPa，遠小于Kevlar材料及Ti-6Al-4V龍骨材料的閾值強度，傘面最大形變僅為0.941mm，焦斑半徑