[發明專利]一種輕量化繃弦式太陽翼半剛性基板

有效

• 申請號: 202110767090.7
• 申請日: 2021-07-07
• 公開（公告）號: CN113548200B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發明（設計）人: 任守志;濮海玲;劉穎;馬靜雅;楊淑利;馬騰
• 申請（專利權）人: 北京空間飛行器總體設計部
• 主分類號: B64G1/44
• 分類號: B64G1/44;H02S30/10
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 楊常建

本發明公開了一種輕量化繃弦式太陽翼半剛性基板，該半剛性基板的基板框架包括多個橫向主梁、多個縱向主梁、限位梁以及壓緊點加強件；繃弦組件包括多個橫向繃弦、多個縱向繃弦以及多個繃弦支架；多個繃弦支架與矩形框架固定連接；橫向繃弦與橫向主梁平行設置，兩端分別繞過對稱設置的繃弦支架后與縱向主梁固定連接；縱向繃弦與縱向主梁平行設置，兩端分別繞過對稱設置的繃弦支架后與橫向主梁固定連接；限位梁用于限制橫向繃弦和縱向繃弦的振幅；繃弦支架采用聚酰亞胺材料制成；橫向主梁、縱向主梁以及限位梁均采用高模量碳纖維材料制成；壓緊點加強件采用鈦合金材料制成。上述半剛性基板能夠有效降低太陽翼基板的重量面積比。

技術領域

本發明涉及太陽翼技術領域，具體涉及一種輕量化繃弦式太陽翼半剛性基板。

背景技術

隨著技術的發展，航天器對功率的需求也越來越大，目前大型通信衛星對功率的需求達幾十千瓦，因此要求太陽翼具有更大的面積，但是太陽翼的重量隨著面積的增大同比例增大，由于運載推力限制，航天器的重量應盡量輕，因此要求太陽翼的重量也盡量輕。

傳統剛性太陽翼基板采用碳纖維面板+鋁蜂窩結構形式，其重量面積比約為(1.6～2)kg/m²，隨著面積的增加，太陽翼基板重量也同比例增加，當太陽翼面積達60m²時，僅基板部分的重量將高達100kg，而太陽翼電池電路部分作為直接提供電源的部分，其重量僅60kg，遠小于結構部分，因此亟需提供更低重量面積比的太陽翼基板。.

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種輕量化繃弦式太陽翼半剛性基板，能夠有效降低太陽翼基板的重量面積比，進而降低太陽翼結構部分的重量，解決大型航天器太陽翼結構部分重量過大的問題。

本發明采用以下具體技術方案：

一種輕量化繃弦式太陽翼半剛性基板，該半剛性基板包括基板框架和繃弦組件；

所述基板框架包括多個橫向主梁、多個縱向主梁、限位梁以及壓緊點加強件；所述橫向主梁和所述縱向主梁縱橫交叉設置形成矩形框架，所述橫向主梁和所述縱向主梁在交叉點處通過所述壓緊點加強件進行固定連接；所述限位梁與所述縱向主梁平行設置，并固定連接于所述矩形框架的一側；

所述繃弦組件包括多個橫向繃弦、多個縱向繃弦以及多個繃弦支架；多個所述繃弦支架沿所述矩形框架的外周側分布，并與所述矩形框架固定連接；所述橫向繃弦與所述橫向主梁平行設置，兩端分別繞過對稱設置的所述繃弦支架后與所述縱向主梁固定連接；所述縱向繃弦與所述縱向主梁平行設置，兩端分別繞過對稱設置的所述繃弦支架后與所述橫向主梁固定連接；

所述限位梁用于限制所述橫向繃弦和所述縱向繃弦的振幅；

所述繃弦支架采用聚酰亞胺材料制成；

所述橫向主梁、所述縱向主梁以及所述限位梁均采用高模量碳纖維材料制成；

所述壓緊點加強件采用鈦合金材料制成。

更進一步地，所述橫向主梁和所述縱向主梁均為薄壁空心碳纖維結構。

更進一步地，所述繃弦支架與所述橫向繃弦、所述縱向繃弦、所述橫向主梁以及所述縱向主梁之間均采用膠粘連接。

更進一步地，所述基板框架還包括與所述橫向主梁平行設置的多個加強梁；

所述加強梁分布于所述橫向主梁之間，并與所述縱向主梁之間固定連接。

更進一步地，所述加強梁采用高模量碳纖維材料制成。

更進一步地，所述橫向主梁與所述縱向主梁之間、所述縱向主梁與所述加強梁之間、所述橫向主梁與所述限位梁之間均通過膠粘連接。

更進一步地，所述壓緊點加強件設置有中心圓管以及均勻分布于所述中心圓管周向的四個連接凸臺；