新型空间大功率滚环热分析

首先,针对航天器的大功率、低损耗、长寿命等要求,详细介绍新型滚环模块化、多滚动摩擦滚子、协同运动等典型结构特征;然后,针对空间滚环大功率、长寿命带来的热设计问题,建立接触电阻模型、滚动摩擦力矩模型,理论分析计算了空间滚环设计方案参数条件下的电阻、滚动摩擦热;最后,利用有限元技术,对真空环境中的单通道滚环,在传输不同电流情况下的稳态温度场进行仿真分析。为改善滚环的热特性以进一步提高传输功率,从结构设计、材料等方面给出了建议并指出后续的研究方向。

空间大功率长寿命滚环摩擦副研究

随着空间站等航天工程的推进,大功率、长寿命(低轨15年)、高可靠的滚环电传输技术需求日益紧迫。针对滚环摩擦副的结构设计,建立了滚环摩擦副的运动学模型。根据运动学模型确定了滚环摩擦副结构,并采用ADAMS软件仿真验证了摩擦副的纯滚动及运动自适应性;理论分析了摩擦副的接触电阻和疲劳寿命,对柔性环的循环应力进行了FEM仿真;开展了单环3kW大功率滚环样机1.5×105转的寿命试验验证。结果表明:在单环传输功率提高为滑环6倍的前提下,寿命周期内滚环单环的接触电阻及其波动值均小于1mΩ,研究结果可为空间大功率长寿命滚环的设计提供参考。