轨道飞行器舱门可重复锁紧机构的研制

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1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文5.4.2两点锁紧振动试验....................................................................................565.4.3六点锁紧振动试验....................................................................................575.5本章小结................................................

2、...........................................................59结论..........................................................................................................................60参考文献.............................................................................

3、.........................................61哈尔滨工业大学学位论文原创性声明和使用权限..................................................64致谢..........................................................................................................................65-VI-万方数据哈尔滨工业大学工学硕士学位论文第1章

4、绪论1.1课题背景1.1.1课题的来源本课题来源于航天一院“有效载荷可重复锁紧技术研究”。1.1.2课题研究的目的和意义随着空间探测、开发和利用的不断深入，人类建立空间实验室、中继站和星球基地的目标正逐步实现。作为探索太空的主要工具，宇宙飞船、航天飞机和空间实验室是当前在轨运行操控平台的主要代表。但是，受到航天飞机的退役和货运飞船、空间站不具备天地往返能力的制约，航天大国纷纷将研究的重心转向无[1][2]人驾驶的轨道飞行器，以期担负起“天地转运体系”的重任，同时完成在轨规划的其他任务。依据当今世界各国航天技术的发展趋势以及空间探索

5、任务的未来规划，无人驾驶的轨道飞行器必将成为未来航天系统发展的重要方向。该领域最具代表性的成果是美国近年来重点发展的空天飞机计划。2010年4月22日，美国空军利用[3-5]宇宙神5运载火箭将X37-B“轨道实验飞行器”（OTV）送入近地轨道。X37-B作为美国研制的第一种可以往返天地的无人可反复使用航天器，它可以同时在地面环境和太空环境中工作，因此它可以用作空间操控平台执行在轨的相应任务。轨道飞行器的系统组成与航天飞机相似，其在轨运行期间需要重复开启载荷舱舱[6][7]门，重复展开并收拢辐射器和太阳能电池阵，为保证其天地往返工作

6、能力，抵御发射和再入过程中恶劣的力学环境，上述结构和机构系统必须具备重复锁紧与释放的功能。因此，具有大承载能力的可重复使用锁紧释放技术成为轨道飞行器结构与结构分系统迫切需要攻克的核心问题。可重复锁紧机构不仅需要提供飞行器发射过程中结构系统的可靠连接，同时要满足在轨运行期间及再入大气层时对折叠收拢系统的二次锁紧要求。目前，航天领域常用的锁紧装置是压紧杆与火[8]工切割器构成的压紧机构，其原理决定了工作的不可重复性。因此，为推动天地往返飞行器系统的研制进程，改善其发射和再入过程的力学环境，实现对有效载荷的多次锁定与释放，现阶段亟需开展

7、具有重复锁放功能的新型空间连接分离机构研究。-1-万方数据哈尔滨工业大学工学硕士学位论文1.2国内外研究现状及分析1.2.1空间对接结构锁为了使得航天器之间或航天器与空间站之间的连接可靠，通常会在空间对接机构中设计结构锁，结构锁一般是由电机驱动的锁紧装置，它是对接技术中核心的部件之一。航天器上常用结构锁有有两种方案：偏心轮加凸轮机构、滚珠丝杆加弹簧机构。这两种的结构锁的机构原理图如图1-1所示。a)偏心轮加凸轮机构b)滚珠丝杆加弹簧机构[9]图1-1两种常见的结构锁方案的机构原理图锁钩式结构锁早在70年代初期便在NASA“阿波罗”

8、飞船的指令舱和登月舱对接机构中得到了应用，其工作的基本原理如图1-2所示。在驱动机构作用下曲柄逆时针转动，此时锁钩在拉簧的作用下摆正并向右移动拉紧目标飞行器对接框，完成对接。分离过程为逆过程，首先曲柄顺时针转动，凸缘1与凸缘2接触啮合，强迫锁钩逆时