空間飛行器的半剛性太陽電池翼的製作方法
2023-10-17 12:59:59
空間飛行器的半剛性太陽電池翼的製作方法
【專利摘要】一種空間飛行器的半剛性太陽電池翼，包括：與所述空間飛行器相連的根部展開鎖定機構；板間展開鎖定機構；連接所述根部展開鎖定機構和板間展開鎖定機構的連接架；順次活動相連的內半剛性電池板、中內半剛性電池板、中外半剛性電池板和外半剛性電池板；所述內半剛性電池板和連接架通過所述板間展開鎖定機構連接；設置在所述中內半剛性電池板上的展開同步裝置；置於所述外半剛性電池板上的壓緊釋放機構。本發明的技術方案避免了電路短路的發生，提高了太陽電池翼的發電效率。
【專利說明】空間飛行器的半剛性太陽電池翼
【技術領域】
[0001]本發明涉及航天飛行器設備，尤其是一種空間飛行器的半剛性太陽電池翼。
【背景技術】
[0002]目前，我國在空間軌道環境使用的太陽電池翼均為剛性太陽電池翼，由於飛行器飛行的空間環境複雜，傳統的剛性太陽電池翼逐漸不適於作為空間飛行器的太陽電池翼。
[0003]例如，低軌道環境存在較強的原子氧剝蝕，容易對傳統剛性基板安裝電池模塊的載體Kapton膜表面造成剝蝕效應，導致電路出現短路的失效模式，直接影響飛行任務成敗。飛行器在軌工況複雜，需進行多次的變軌、維持、不少於6次的交會對接分離等，剛性太陽電池翼難以滿足使用要求。
[0004]另外，電池板的發電效率直接與溫度環境密切相關，溫度高電池模塊的光電轉換效率低，剛性太陽電池翼的鋁蜂窩加碳纖維網格面板的發電效率較低，不適於空間使用。
[0005]因此如何避免電路短路的發生，提高太陽電池翼的發電效率成為目前亟待解決的問題之一。
【發明內容】
[0006]本發明的技術方案解決的技術問題是如何避免電路短路的發生，提高太陽電池翼的發電效率。
[0007]為解決上述問題，本發明的技術方案提供了一種空間飛行器的半剛性太陽電池翼包括:
與所述空間飛行器相連的根部展開鎖定機構；
板間展開鎖定機構；
連接所述根部展開鎖定機構和板間展開鎖定機構的連接架；
順次活動相連的內半剛性電池板、中內半剛性電池板、中外半剛性電池板和外半剛性電池板；
所述內半剛性電池板和連接架通過所述板間展開鎖定機構連接；
設置在所述中內半剛性電池板上的展開同步裝置；
置於所述外半剛性電池板上的壓緊釋放機構。
[0008]本發明的技術方案取得了耐原子氧性能好、承載能力高、結構可靠、展開平穩、工作溫度低以及發電功率高的有益效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明實施例提供的半剛性太陽電池翼的結構示意圖；
圖2是本發明實施例提供的半剛性太陽電池翼的展開過程圖；
圖3是本發明實施例提供的半剛性基板及典型部位加強構型圖；
圖4是本發明實施例提供的連接架及典型部位加強構型圖； 圖5是本發明實施例提供的根部鉸鏈支座的結構示意圖；
圖6是本發明實施例提供的板間鉸鏈支座的結構示意圖；
圖7是本發明實施例提供的T型接頭的結構示意圖；
圖8是本發明實施例提供的I型接頭的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0010]目前，我國在空間軌道環境使用的太陽電池翼均為剛性太陽電池翼，由於飛行器飛行的空間環境複雜，傳統的剛性太陽電池翼逐漸不適於作為空間飛行器的太陽電池翼。
[0011]鑑於上述情況，本發明的技術方案提供一種空間飛行器的半剛性太陽電池翼，如圖1所示所述半剛性太陽電池翼包括:
與所述空間飛行器相連的根部展開鎖定機構19 ；
板間展開鎖定機構20 ；
連接所述根部展開鎖定機構19和板間展開鎖定機構20的連接架30 ；
順次活動相連的內半剛性電池板40、中內半剛性電池板50、中外半剛性電池板60和外半剛性電池板70 ；
所述內半剛性電池板40和連接架30通過所述板間展開鎖定機構20連接；
設置在所述中內半剛性電池板50上的展開同步裝置80 ；
置於所述外半剛性電池板70上的壓緊釋放機構90。
[0012]所述內半剛性電池板40、中內半剛性電池板50、中外半剛性電池板60和外半剛性電池板70均採用玻璃纖維網格面板作為電池模塊的載荷；所述內半剛性電池板40、中內半剛性電池板50、中外半剛性電池板60、外半剛性電池板70和連接架30上分別設置膠接和接頭實心。
[0013]所述內半剛性電池板40、中內半剛性電池板50、中外半剛性電池板60和外半剛性電池板70在所述空間飛行器的發射段保持同步收攏、展開或鎖定；所述內半剛性電池板40、中內半剛性電池板50、中外半剛性電池板60和外半剛性電池板70在所述空間飛行器的軌展開段保持同步收攏、展開或鎖定；所述內半剛性電池板40、中內半剛性電池板50、中外半剛性電池板60和外半剛性電池板70在所述空間飛行器的軌飛行段保持同步收攏、展開或鎖定。
[0014]半剛性電池板(內半剛性電池板、中內半剛性電池板、中外半剛性電池板和外半剛性電池板的統稱)由半剛性基板和電池電路組成，半剛性基板是指由柔性玻璃纖維紗編織而成的漁網狀織物-玻璃纖維網覆蓋在複合材料框架上的形成的複合體，並與連接架30通過板間展開鎖定機構20連接。
[0015]在飛行器發射階段，壓緊釋放機構90通過6套壓緊杆將所述太陽電池翼分別收攏壓緊於飛行器側壁上，保持整翼的收攏狀態頻率特性。在飛行器入軌後，按預定器載電腦程式指令引爆火工品，壓緊釋放機構90釋放，解除壓緊；在板間展開鎖定機構20的作用下，太陽電池翼逐步展開到位並鎖定。所述半剛性太陽電池翼能夠承受發射段(148dB/2min噪聲環境、11.2g飛行方向正弦振動載荷)、在軌展開段(撞擊力2850N)和在軌飛行段(對接撞擊20000N、變軌恆加速度0.25m/s2)等各工況大載荷要求，在軌電池模塊工作溫度比同類剛性電池板低10°左右。[0016]如圖2所示，該圖是本發明實施例提供的半剛性太陽電池翼的展開過程圖。
[0017]壓緊釋放機構的釋放採用切割器切斷壓緊杆的方式進行，A階段)展開前通過壓緊釋放機構的6根壓緊杆組件收攏在飛行器艙體100的側壁上，每個切割器有互為備份的兩個起爆器階段)在接受到飛行器展開指令後，火工品切割器起爆並切斷壓緊杆，此時太陽電池翼200開始展開，整翼展開過程中成「W」型，並加速展開；C階段)太陽電池翼200展開到位後最終夾角均為180 °整翼成「一」型，在軌展開時間不超過12s。為確保可靠展開，根部展開鎖定機構和板間展開鎖定機構轉動部件或有相對運動的部件需採用MoS2固體潤滑。展開到位後太陽電池翼200形成一個陣面，同時保證滿足整翼的基頻要求，該展開過程有很高的可靠性。
[0018]圖3是本發明實施例提供的半剛性基板及典型部位加強構型圖，其中的標號表如下:
【權利要求】
1.一種空間飛行器的半剛性太陽電池翼，其特徵在於，包括: 與所述空間飛行器相連的根部展開鎖定機構； 板間展開鎖定機構； 連接所述根部展開鎖定機構和板間展開鎖定機構的連接架； 順次活動相連的內半剛性電池板、中內半剛性電池板、中外半剛性電池板和外半剛性電池板； 所述內半剛性電池板和連接架通過所述板間展開鎖定機構連接； 設置在所述中內半剛性電池板上的展開同步裝置； 置於所述外半剛性電池板上的壓緊釋放機構。
2.根據權利要求書I所述的新型空間飛行器的半剛性太陽電池翼，其特徵在於:所述內半剛性電池板、中內半剛性電池板、中外半剛性電池板和外半剛性電池板均採用玻璃纖維網格面板作為電池模塊的載荷；所述內半剛性電池板、中內半剛性電池板、中外半剛性電池板、外半剛性電池板和連接架上分別設置膠接和接頭實心。
3.根據權利要求書I所述的新型空間飛行器的半剛性太陽電池翼，其特徵在於:所述內半剛性電池板、中內半剛性電池板、中外半剛性電池板和外半剛性電池板在所述空間飛行器的發射段保持同步收攏、展開或鎖定；所述內半剛性電池板、中內半剛性電池板、中外半剛性電池板和外半剛性電池板在所述空間飛行器的軌展開段保持同步收攏、展開或鎖定；所述內半剛性電池板、中內半剛性電池板、中外半剛性電池板和外半剛性電池板在所述空間飛行器的軌飛行段保持同步收攏、展開或鎖定。
【文檔編號】B64G1/44GK103662098SQ201210317630
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年8月31日 優先權日:2012年8月31日
【發明者】王治易, 張玉花, 董毅, 楊華星, 陳建祥, 顧珏華 申請人:上海宇航系統工程研究所