模块化多旋转关节空间太阳能电站方案设计

文章基于多旋转关节空间太阳能电站(MR-SPS)方案,以降低远距离高压电力传输技术难度为核心,提出一种更新的模块化多旋转关节空间太阳能电站概念。该方案在分布式太阳电池分阵和多导电旋转关节基础上,对于微波发射天线阵也进行了模块化设计和分布式布局,实现了太阳电池分阵和微波发射天线分阵的一一对应,形成多个独立的太阳能发电与能量传输模块,通过模块的扩展实现整个空间太阳能电站。该方案大幅简化了空间电力传输与管理的复杂性和在轨组装的难度。同时各个模块完全独立,组装后即可单独工作,也提高了系统的可靠性。

复合材料分层损伤特性分析的分层形状等矩椭圆当量方法

针对复合材料层合板结构的分层损伤力学特性分析,提出一种等矩当量方法,将任意不规则的分层形状简化为面积、1阶矩和2阶矩相同的当量椭圆.用有限元法分别分析含原始不规则形状分层、最小包络当量椭圆分层和等矩当量椭圆分层的力学特性,并对不同分层深度下分层的能量释放率和屈曲载荷等参数进行比较.结果表明,采用等矩当量椭圆时参数计算误差大大减小,一致性更好,更加适合工程应用.

电磁耦合式无线能量传输技术在空间大功率导电旋转关节的应用

空间大功率导电旋转关节是平台式空间太阳能电站中的关键部件,用于实现电池阵对天线阵的电力传输以及对日跟踪功能。传统的接触式导电旋转关节采用电刷滑环的方式进行功率传输,存在机械磨损以及容易导致空间放电等问题;磁耦合式无线能量传输技术是一个代替传统滑环式输电方式的很好选择。文章在现有空间导电关节技术分析的基础上,提出了一种基于电磁耦合式空间大功率导电关节的方案并进行了初步的设计,该方案可以满足空间太阳能电站的长寿命和高可靠性的需求,可作为未来空间大功率电力传输技术的新方向。

空间带电粒子辐照与预应力耦合作用对功能形面薄膜结构性能影响研究

空间大尺度薄膜航天器是航天技术发展的重要方向,采用折叠展开的大面积功能形面结构是此类航天器的基本特征,为满足热控、通信、聚光、成像与能量传输等功能,结构需要通过预应力来维持形面,保证较高的形面精度和结构基频,但预应力加载对带电粒子辐照下薄膜材料性能退化存在促进作用。文章通过对薄膜材料在不同预应力工况和空间环境耦合作用下的损伤行为以及退化规律开展试验研究,建立与预应力状态、辐照注量相关的材料性能退化规律,量化研究了预应力对空间辐射环境下功能形面薄膜结构性能影响。随着薄膜力学性能的退化,形面结构基频随之有微弱的降低,且对薄膜结构平面度造成一定影响。

空间太阳能电站发展展望

1前言可再生清洁能源是人类社会赖以生存和持续发展的主要物质基础。21世纪以来,经济飞速发展带来的能源、环境问题日益严重,寻求新的清洁能源逐步替代传统化石能源已成为全世界的共识。然而,地面太阳能、风能、水能、核能、海洋能、地热能和生物能等新能源都存在能量不稳定、能量总量受限等问题,还难以大规模替代传统化石能源的地位。

含分层损伤复合材料层合板后屈曲扩展分析

在利用有限元对含分层损伤的层合板扩展进行分析时,往往子层在压缩载荷的作用下发生子层屈曲。本文将基于三维的VCCT方法,加入对层板的线性屈曲分析来考虑子层屈曲对层合板中分层缺陷扩展的影响,给出了嵌入式分层在层板后屈曲分析的有限元分析流程。通过对算例的计算,此有限元流程可以较好的模拟分层的扩展行为,结果与实验对比可靠。

空间太阳能电站大折展比体展开桁架机构

发展空间太阳能电站技术具有极其重要的战略意义,受运载火箭运输能力的限制,提出了一种可实现三维体展开的桁架机构作为空间太阳能电站的主结构。通过多方案对比分析,构建了可展桁架基本组成单元,在确定了驱动原理的基础上,进行了可展桁架运动学分析,验证了驱动方案的可行性。基于能量相等原理,建立了桁架连续梁等效模型,分析了运动学特性,并进行了参数优选。最后,研制了缩比原理样机,进行了展开试验、刚度测试试验及动力学试验。结果表明,该可展桁架具有较大的折展比及较轻的质量,铰链间隙是影响系统刚度的关键因素。