套筒驱动的大型可展收柔性太阳翼地面展开重力卸载研究

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1、第２３卷第４期载人航天Ｖｏｌ．２３Ｎｏ．４２０１７年８月ＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅｆｌｉｇｈｔＡｕｇ．２０１７套筒驱动的大型可展收柔性太阳翼地面展开重力卸载研究１１１２３杨巧龙，闫泽红，任守志，宋晓东，何鹏鹏（１．北京空间飞行器总体设计部，北京１０００９４；２．北京理工大学宇航学院，北京１０００８１；３．北京卫星制造厂，北京１０００９２）摘要：大型空间展开机构在微重力环境工作，自身不具备克服地面重力展开的能力，在地面进行展开试验验证时，需对机构进行重力卸载。套筒驱动的大型可展收柔性太阳翼存在在轨展开步骤多路径

2、复杂、活动部件多、收拢构型紧凑而展开尺度大的特点，地面重力卸载难以实现。以过程无需调整航天器姿态就完成全部展开步骤为目标，利用气浮法、配重法、悬吊法等对展开过程的不同步骤设计了相应的重力卸载方案。采用特殊构型的工装解决了干涉问题，采用主动牵引的方法消除了工装引入的摩擦力。方案得到地面展开试验验证，具有工程借鉴价值。关键词：柔性太阳翼；重力卸载；气浮法；配重法；悬吊法中图分类号：Ｖ１１文献标识码：Ａ文章编号：１６７４-５８２５（２０１７）０４-０５３６-０５ＳｔｕｄｙｏｎＧｒａｖｉｔｙＣｏｍｐｅｎｓａｔｉｏ

3、ｎｉｎＧｒｏｕｎｄＤｅｐｌｏｙｍｅｎｔＴｅｓｔｓｏｆＬａｒｇｅＲｅｔｒａｃｔａｂｌｅＦｌｅｘｉｂｌｅＳｏｌａｒＡｒｒａｙＤｒｉｖｅｎｂｙＴｅｌｅｓｃｏｐｉｃＢｏｏｍ１１１２３ＹＡＮＧＱｉａｏｌｏｎｇ，ＹＡＮＺｅｈｏｎｇ，ＲＥＮＳｈｏｕｚｈｉ，ＳＯＮＧＸｉａｏｄｏｎｇ，ＨＥＰｅｎｇｐｅｎｇ（１．ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｐａｃｅｃｒａｆｔＳｙｓｔｅｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９４，Ｃｈｉｎａ；２．ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００

4、８１，Ｃｈｉｎａ；３．ＢｅｉｊｉｎｇＳｐａｃｅｃｒａｆｔ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｌａｒｇｅｓｐａｃｅｄｅｐｌｏｙａｂｌｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｗｏｒｋｉｎｇｉｎｍｉｃｒｏｇｒａｖｉｔｙｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｃａｎｎｏｔｗｏｒｋｕｎｄｅｒｔｈｅｇｒｏｕｎｄｇｒａｖｉｔｙ，ｓｏｉｔｉｓｑｕｉｔｅｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｔｈｅｇｒａｖｉｔｙｏｆｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｄｕｒｉｎｇｔｈｅｇｒｏｕｎｄｔｅｓｔ．Ｔｈｅｇｒｏｕｎｄｇｒａｖｉｔｙｃｏｍｐｅｎｓａｔ

5、ｉｏｎｆｏｒｔｈｅｌａｒｇｅｄｅｐｌｏｙａｂｌｅｆｌｅｘｉｂｌｅｓｏｌａｒａｒｒａｙｄｒｉｖｅｎｂｙｔｅｌｅｓｃｏｐｉｃｂｏｏｍｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｒｅａｌｉｚｅｄｕｅｔｏｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｓｕｃｈａｓｔｈｅｍｕｌｔｉｐｌｅｓｔｅｐｓｉｎｄｅ-ｐｌｏｙｍｅｎｔ，ｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｐａｔｈ，ｔｈｅｍａｎｙｍｏｖｉｎｇｐａｒｔｓ，ｔｈｅｃｏｍｐａｃｔｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｌａｒｇｅｅｘｐａｎ-ｓｉｏｎｓｃａｌｅ．Ｔｏｃｏｍｐｌｅｔｅａｌｌｔｈｅｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔｓｔ

6、ｅｐｓｗｉｔｈｏｕｔｓｐａｃｅｃｒａｆｔａｔｔｉｔｕｄｅａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ，ｔｈｅａｉｒｆｌｏｔａ-ｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｃｏｕｎｔｅｒｗｅｉｇｈｔｍｅｔｈｏｄａｎｄｔｈｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗｅｒｅａｄｏｐｔｅｄｔｏｄｅｓｉｇｎｔｈｅｃｏｒｒｅ-ｓｐｏｎｄｉｎｇｇｒａｖｉｔｙｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｆｏｒｅａｃｈｓｔｅｐｏｆｔｈｅｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｐｒｏｂｌｅｍｗａｓｓｏｌｖｅｄｂｙｕｓｉｎｇａｓｐｅｃｉａｌｃｏｎｆｉｇｕｒ

7、ａｔｉｏｎｄｅｖｉｃｅ，ａｎｄｔｈｅｆｒｉｃｔｉｏｎａｌｆｏｒｃｅｏｆｔｈｅｄｅｖｉｃｅｗａｓｃｏｕｎｔｅｒａｃｔｅｄｂｙａｃｔｉｖｅｔｒａｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｓｃｈｅｍｅｗａｓｖｅｒｉｆｉｅｄｂｙｇｒｏｕｎｄｔｅｓｔａｎｄｍａｙｓｅｒｖｅａｓａｇｏｏｄｒｅｆ-ｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｌｅｘｉｂｌｅｓｏｌａｒａｒｒａｙ；ｇｒａｖｉｔｙｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ；ａｉｒｆｌｏｔａｔｉｏｎ；ｃｏｕｎｔｅｒｗｅｉｇｈｔ；ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ为了验证太

8、阳翼展开功能，需在地面进行展开功１引言能验证试验。但针对空间失重环境设计的空间展太阳翼是航天器的常用供电设备，入轨前呈开机构通常不具备克服自身地面重力的能力，需收拢压紧状态，既能满足整流罩包络限制又能承要重力卸载装置对各展开部件进行卸载，最大限［１］受发射段载荷；入轨后展开提供足够的光照面积。度地降低地面重力对机构展开功能的影响。收稿日期：２０１６-１２-１４；修回日期：２０１７-０６-３０第一作者：杨巧龙，男，硕士，研究员，