可展开桁架及锁定装置设计
文献综述
- 引言
空间可展开结构是一种新型结构，其构件的主要材料为高强度，高稳定性，高刚度，热胀系数小的航天材料，主要组件包含低副可动机构、驱动部件和控制器等。在地面发射前和发射过程中，空间可展开结构为折迭收纳状态，固定于运载工具的载荷舱内，能够承载发射过程中的振动冲击;当发射入轨后，空间可展开结构按照设计要求，逐步完成展开动作，展开到预定的结构形态后锁定并保持为运营工作状态
随着太空探索、对地观测、军事侦察等空间活动的迅速发展，对卫星天线的大容量、多普段、大功率和长寿命等功能的要求也越来越急切，迫切需要研究大口径、高精度、高稳定性和轻量化的天线来提高其传输宽带，信号增益等等，星载天线逐渐趋于大型化和轻量化。[1]
现有的常用空间可展开结构包括伸展臂、太阳能帆板、可展开天线和空间操作平台等。其中，伸展臂属于一维可展开结构，常作为支撑结构用于大型可展开天线、太阳帆板和望远镜的支撑背架、太空机械手以及空间平台等;太阳帆板属于二维可展开机构，其面积通常很大，像翅膀一样展开在航天器的两边，帆板上贴有半导体硅片或砷化稼片，主要用于将太阳的光能转换成电能提供给天线，光生伏打太阳帆板就是一种比较常用的太阳帆板。可展开天线属于三维可展开结构，是卫星结构的重要组成部分，主要用于接收和发送信号，其展开机理和结构形式更复杂，展开过程更难控制。[2]
由于我们国家起步相对于西方国家较晚，目前相关学术技术方面相对落后，由于相关技术保密性较高，很难学习到外国同行经验，但不容忽视的是我们需要在此方面不断创新和发展，争取早日赶上直至领先。
- 国内外研究现状
对于可展开桁架及其锁定装置的设计，我们将从如下几个方面进行分析和探讨，以期看清现状，谋求发展
1桁架可展开方面的研究设计
在国外，从上世纪60年代起，美国航空航天局、欧空局、日本宇宙科学研究所和德国航天局等航天机构以及美国AEC-Able公司、口本Utline等公司对空间伸展臂的构型、展开原理、材料、力学性能以及精度测量等进行了多方面细致的研究。从空间伸展臂的设计方法、分析理论到建模仿真、试验研究等都取得了很多惊人的成就，而且一些特定结构形式的空间伸展臂已经运用到实际的航天领域中。目前投入使用的最长的伸展臂是由美国AEC-Able公司研制的Folding Articulated Square Truss (FAST)和ABLE DeployableArticulated Mast (ADAM)，两者都属于铰接杆式伸展臂o FAST已作为国际空间站(ISS)的太阳电池组的支撑结构[3]
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