充气可展开天线的反射面设计及精度测量

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1、万方数据第41卷第11期2007年11月浙江大学学报【工学版)JournalolZh自iangUniversityCEngineeringScience)V01．4lNo．11Nov．2007充气可展开天线的反射面设计及精度测量徐彦1，关富玲1，马燕红2(1．浙江大学空间结构研究中心，浙江杭州310027}2．浙江财经学院工程管理系，浙江杭州310012)摘要：为实现高精度的充气可展开天线反射面，基于薄膜理论和弹性力学进行保形设计，在已知充气气压和变形后抛物面参数条件下求得充气变形前的形面．基于变形前的

2、无应力形面进行裁剪设计，利用改进的弹簧质点系统展开曲面片，将裁剪片拼接得到高精度的充气反射面．将该方法运用于2m口径反射面模型的研制，利用Photo—Modeler软件建立非接触摄像测量系统，进行3种实验姿态下的测量实验．通过反复的测量和形面调整，在指平姿态下反射面的最终精度为1．83mm，验证了高精度充气薄膜反射面的可实现性．关键词：充气可展开天线}反射面设计；精度测量中圈分类号：V414．3}V416，1文献标识码：A文章编号：1008—973X(2007)11一1921一06Reflectorde

3、signandprecisionmeasurementofinflatableantennaXUYanl，GUANFu—lin91，MAYan：hon92(1，SpaceStructureResearchCenter，ZheiiangUniversity，Hangzhou310027．China；2．EngineeringManagementDepartment，Zh盯iangUniversityofFinanceandEconomics，-Hangzhou310012，China)Abstract：I

4、nordertoobtainahighprecisioninflatableantennareflector，，a，confarmaldesignbasedonthemembranetheoryandelasticmechanicswasdonetocomputethenumericallyexactundeformedgeometrywithknowndesigninflatablepressureandthedeformedparabolicgeometry．Basedontheno-stresss

5、hape，cutting-patterndesignwasdonetogaintheshapeofgores，andthepiecesofsurfacewereflattedusinganimprovedspring-masssystem，thenthepiecesofgoreswereseamedtoformahighprecisioninflatablere—flector．A2mgrounddemonstrationspaceantennareflectorwasdesignandmanufact

6、uredusingthepro。posedmethod+Anon—contactphotogrammetricmeasurementsystemwasbuiltusingPhotoModetersoft‘warepackages．Thestepsofreflectorprecisionmeasurementofultralightweightspacestructureswerein。troducedonthreeexperimentpostures．Ahighprecisioninflatablere

7、flectorwasachievedafterrepeatpre—cisionmeasurementandshapeadjust，andthefinalrootmeansquareofthereflectorinexperimentposture1was1．83mm．Keywords：inflatableantenna；reflectordesign；precisionmeasurement大尺寸的航天结构由于重量和发射体积等方面的限制，现有的技术很难实现超大口径．充气可展开天线具有质量轻、折叠体积小、

8、低成本等优点，与机械可展开天线相比[⋯，是未来大型航天结构的理想选择．20世纪90年代以来，美国宇航局(NAsA)将充气可展开技术应用于天线结构，出现了众多的概念和实验模型，如波导阵天线、混合充气天线等[3。“．1996年5月，NASA成功进行了14m充气可展天线空间实验，为充气可展开天线的实用迈出了可喜的一步．Freeland等”7。83描述了充气可展天线的实收稿日期：2006—03—06，新江大学学报(工学版】同址：www．journa