空间柔性太阳电池阵发展现状及趋势

从3个方面分析空间柔性太阳电池阵的发展现状,包括折叠式、卷绕式柔性太阳电池阵总体构型的发展历程;铰接桁架式、折纸式、充气式、形状记忆材料、薄壁管状及圆周展开机构6种伸展机构的特点及应用情况;硅电池片、砷化镓电池片、柔性薄膜电池片及聚光太阳电池片等常用电池片材料性能的发展现状。指出面对未来空间柔性太阳电池阵大尺寸、高功率、模块化的发展需求,采用薄壁管状伸展臂及多结砷化镓薄膜电池片的卷绕式柔性太阳电池阵在质量、功率、收拢体积及成本上达成了较好的平衡,是未来的发展趋势,在此基础上,对未来空间柔性太阳电池阵重点研究方向进行了展望。

空间太阳电池阵的发展现状及趋势

从四方面分析了空间太阳电池阵的发展现状,包括体装式、带桨展开式、单板展开式、多板展开式、柔性多模块多维展开式等总体构型的发展历程,常用太阳电池片如硅电池片、砷化镓电池片、柔性薄膜电池片的材料与性能的发展现状,刚性基板结构、半刚性基板结构、柔性基板结构的发展与应用及五种展开机构的特点与空间应用分析,论述了空间太阳电池阵发展的制约因素,指出了聚光型柔性太阳电池阵是未来空间太阳电池阵发展的趋势,旨在促进空间太阳电池阵向着大尺寸、大功率、模块化、低成本和轻质量的方向发展,以适应大功率航天器的发展需求。

太阳帆板绳索联动同步机构的机理和功能分析

绳索联动机构 (CCL)是航天器上最常用的附件同步展开控制机构。本文将其等效为一个被动控制器 ,推导了机构的数学模型 ,分析了其参数对太阳电池阵同步展开的影响 ,并对一大型单翼太阳电池阵的展开过程进行了仿真 ,其结果和实验基本相符。

平流层飞艇表面太阳辐射量分布的分析研究

针对太阳辐射量在平流层飞艇外表面分布问题,研究一种计算分析方法。基于该方法,建立沿飞艇经线长度方向进行网格划分的几何模型和太阳辐射量计算的物理模型,提出一种太阳辐射量分布的比较分析方案。使用该方案,针对典型飞艇进行计算分析,量化得出不同飞行日期沿经线长度方向太阳辐射量分布的结果,并比较分析不同飞行日期各经线位置间太阳辐射量分布的不一致性,研究结果可用于指导进行太阳电池的优化布局和阵列构型。

多学科设计优化在空间站太阳翼构型设计中的应用

论述了空间站太阳翼构型的优化问题及应当考虑的设计参数、设计约束、优化目标以及组装建造阶段,分析了优化问题涉及的学科和参数耦合关系;以一个虚拟的空间站服务舱为例,探讨了其太阳翼构型优化建模,给出了3个单目标优化模型,包括设计变量、约束条件和目标函数,比较并说明了优化结果,表明优化合理有效。

太阳能电池阵地面展开试验的仿真技术

根据太阳能电池阵在地面展开试验条件下的受力状态,提出了蜗卷弹簧、空气阻力、气浮平台摩擦力、铰链副阻力矩等受力条件的定量计算方法,利用Lagrange方程建立了电池阵展开过程的动力学方程,由此对太阳能电池阵的地面展开试验进行了动力学仿真。对于空气阻力,提出了利用空气流场的动能表征阻力矩的简化处理方法,即空气阻力矩正比于广义附加质量的模型。

异面构型太阳能电池阵展开轨迹优化

简要介绍异面构型太阳能电池阵的构型及其展开过程.由于动力学耦合作用的存在,异面构型太阳能电池阵的展开运动会对飞行器的姿态产生影响,根据对系统角动量守恒方程的分析,采用余弦函数参数化关节角的运动轨迹,以太阳能电池阵运动前后航天器的姿态变化量为优化目标,通过遗传算法进行参数的寻优,最终得到一条对航天器姿态影响相对较小的太阳能电池阵的展开运动轨迹.给出一种异面构型太阳能电池阵机构,通过对其展开过程进行仿真分析,证明了所提方法的有效性.

结合平流层飞艇姿态的太阳辐射强度分布

平流层飞艇上表面太阳辐射强度的分布是影响光伏阵列输出性能的重要因素。为分析平流层飞艇飞行姿态对其上表面太阳辐射强度分布特征的影响,并建立飞艇动力学模型与太阳辐射物理模型交互耦合的计算模型。使用该模型对算例飞艇进行计算分析,量化得出飞艇偏航角和俯仰角耦合变化对飞艇表面太阳辐射强度分布影响的结果,并比较分析了太阳辐射强度受飞艇飞行姿态影响的特性。研究结果可用于指导太阳能电池阵在平流层飞艇上的优化布局和阵列构型。