大型天线高精度索网结构在轨稳定性关键影响因素和机理研究

基本信息
批准号:U1537213
项目类别:联合基金项目
资助金额:255.00
负责人:马小飞
学科分类:
依托单位:西安空间无线电技术研究所
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-01
项目状态: 已结题
项目参与者:李团结,王辉,高博,范叶森,张欣,王朋朋,邓汉卿,唐雅琼
关键词:
制造与装配稳定性高精度纤维绳索索网结构
结项摘要

The cable net structure is an optimum structural concept for addressing the contradictory between the large-scale and light-weight of space deployable antennas. The development of high accuracy cable net structures has encountered many difficulties, including dimension shrinkage and mechanical relaxation of fiber cables, pretension design and shape adjustment, and ground high-precision fabrication/assembly technology. To address these problems, the following studies have been carried out in this project. Firstly, the design and manufacturing technology of high performance fiber cables in space environment are explored. Secondly, the analytical methods for the design of the manufacture error distribution, the model of pretension design and shape adjustment and the analysis of the mechanical relaxation behavior are proposed to improve the design theory and methods of on-orbit stability of high accuracy cable net structures. Finally, the authors are committed to overcome the key technologies of the tailor and assembly of cable net structures, sewing and splicing of wire meshes, and laying and sewing of cable net-wire mesh composite structures to establish the manufacturing and assembly process system of high precision cable net structures. The aim of this project is to solve the contradictions between the demands of large-scale and high stability of high accuracy cable net structures, and conquer the technical bottlenecks of the development of high accuracy cable net structures of large antennas. The expected results of this project is the 25% reduction of the dimension shrinkage of fiber cables, the 50% increase of the shape adjustment efficiency, the achievement of submillimeter level surface RMS and 15% increase of the on-orbit service time. The implement of the project will provide the theoretical foundation for the orbit stability designs and engineering applications of high accuracy cable net structures of large antennas.

索网结构是实现空间可展开天线大型化与轻量化的最佳结构方案,目前存在空间环境下纤维绳索尺度收缩与力学松弛、预张力设计与调整困难及地面高精度制造装配技术等难题,严重制约大型高精度天线的设计与研制。为此,本项目首先研究空间环境下高性能纤维绳索的设计与制造技术;进而研究索网结构地面加工制造误差分布设计、预张力设计与形面调整及力学松弛行为分析等方法,完善高精度索网结构在轨稳定性设计理论与方法;最后,攻克高精度索网结构裁剪与装配、金属丝网缝制与拼接、索网-丝网组合结构铺设与缝制等关键技术,形成一套高精度索网结构制造与装配工艺体系。以解决高精度索网结构大型化发展需求与结构稳定性之间的矛盾问题,攻克大型天线高精度索网结构研制的技术瓶颈,使纤维绳索长度热缩变减少25%,网面调整效率提高50%,在轨形面精度RMS达到亚毫米级,在轨服役时间提高15%,为大型天线高精度索网结构在轨稳定性设计及工程应用奠定坚实的理

项目摘要

索网结构是实现空间可展开天线大型化与轻量化的最佳结构方案,目前存在空间环境下纤维绳索尺度收缩与力学松弛、预张力设计与调整困难及地面高精度制造装配技术等难题,严重制约大型高精度天线的设计与研制。本项目采用理论建模与分析计算、数值仿真、实物模型模拟及其测试实验相结合的方法,从绳索材料力/热/抗辐射性能的稳定性、索网结构静态与动态稳定性设计、地面制造装配合理性方面,首先研究空间环境下高性能纤维绳索的设计与制造技术;进而研究索网结构地面加工制造误差分布、预张力设计与形面调整及力学松弛行为分析等方法,完善高精度索网结构在轨稳定性设计理论与方法;最后,攻克高精度索网结构裁剪与装配、金属丝网缝制与拼接、索网-丝网组合结构铺设与缝制等关键技术,形成一套高精度索网结构制造与装配工艺体系。解决了高精度索网结构大型化发展需求与结构稳定性之间的矛盾问题,攻克了大型天线高精度索网结构研制的技术瓶颈,使纤维绳索长度热缩变减少25%,网面调整效率提高50%,在轨形面精度RMS达到亚毫米级,在轨服役时间提高15%,为大型天线高精度索网结构在轨稳定性设计及工程应用奠定坚实的理论基础。可提高我国空间大型可展开天线的可生存性与可支持性。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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