[发明专利]一种可在轨组装的充气展开桁架式太阳帆板阵列

说明书

技术领域

本发明涉及一种充气展开桁架式太阳帆板阵列。

背景技术

随着空间站技术的发展，卫星、空间站等航天器需要有更大功率的电力供应，这就要求有更大面积的太阳帆板。

现有的太阳帆板主要是采用机械式展开太阳帆板结构形式。机械式展开支撑结构是由很多刚性构件通过连接机构、控制展开机构和锁紧机构连接而成，在使用中存在结构复杂、易出故障、展开可靠性差、整体重量重、折叠效率低、发射体积大等问题；由于帆板结构尺寸增大，其发射体积显著增加，导致卫星或空间站等航天器发射困难，甚至无法发射；由于结构尺寸和质量大，太阳帆板的在轨安装非常困难；太阳帆板尺寸增大后，会严重影响空间站等航天器的舱外构型，甚至造成与其他舱外部件之间的相互干涉；安装大尺寸太阳帆板的卫星、空间站等航天器还存在着结构刚度显著降低、挠性显著增大、振动基频大大降低等问题，导致飞行器姿态控制较难。

总之，现有的太阳帆板不能满足卫星、空间站等航天器对大面积太阳帆板的迫切需求。

发明内容

本发明的目的是为解决机械式展开太阳帆板在使用中存在结构复杂、易出故障、展开可靠性差、整体重量重、折叠效率低、发射体积大、发射和在轨安装困难等问题，同时解决因采用大面积太阳帆板存在结构刚度和基频随结构尺寸增大而降低，易引起与飞行器主体共振并导致对飞行器姿态控制较难的问题，进而提供一种可在轨组装的充气展开桁架式太阳帆板阵列。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，共三个技术方案：

第一个技术方案：

本发明的一种可在轨组装的充气展开桁架式太阳帆板阵列，包括多个组装式充气展开太阳帆板单元和多个组装式充气展开桁架单元；每个组装式充气展开太阳帆板单元由一个组装式充气展开框架单元、至少两块太阳电池基板和多片太阳电池片构成，所述的至少两块太阳电池基板安装在组装式充气展开框架单元上，每块太阳电池基板上粘贴有多片太阳电池片；每个组装式充气展开框架单元由两根充气展开框架单元支撑管、两块横板和两根框架单元连接立柱构成，两根充气展开框架单元支撑管与两块横板组成四边形框架结构，所述的两块横板中的任意一块横板两端各安装有一个框架单元连接立柱；每个组装式充气展开桁架单元由至少八根充气展开桁架单元支撑管和四根桁架单元连接立柱组成的横截面为长方形的桁架结构；相邻两个组装式充气展开桁架单元通过位于宽度方向上的四个桁架单元连接立柱榫卯连接构成组装式充气展开纵向桁架；所述的组装式充气展开纵向桁架沿其纵向等间距设置有多个组装式充气展开太阳帆板单元，每个组装式充气展开太阳帆板单元通过两个框架单元连接立柱与相对应的组装式充气展开桁架单元上位于纵向的两根桁架单元连接立柱榫卯连接形成充气展开桁架式太阳帆板阵列。

本发明的一种可在轨组装的充气展开桁架式太阳帆板阵列，太阳电池基板的数量为五块。

本发明的一种可在轨组装的充气展开桁架式太阳帆板阵列，组装式充气展开太阳帆板单元的数量为三个，组装式充气展开桁架单元的数量为五个。

本发明的一种可在轨组装的充气展开桁架式太阳帆板阵列，每根充气展开桁架单元支撑管和每根充气展开框架单元支撑管均采用柔性复合材料制成。

第二个技术方案：

本发明的一种可在轨组装的充气展开桁架式太阳帆板阵列，包括多个组装式充气展开太阳帆板单元和多个组装式充气展开桁架单元；每个组装式充气展开太阳帆板单元由一个组装式充气展开框架单元、至少两块太阳电池基板和多片太阳电池片构成，所述的至少两块太阳电池基板安装在组装式充气展开框架单元上，每块太阳电池基板上粘贴有多片太阳电池片；每个组装式充气展开框架单元由两根充气展开框架单元支撑管、两块横板和两根框架单元连接立柱构成，两根充气展开框架单元支撑管与两块横板组成四边形框架结构，所述的两块横板中的任意一块横板两端各安装有一个框架单元连接立柱；每个组装式充气展开桁架单元由至少八根充气展开桁架单元支撑管和四根桁架单元连接立柱组成的横截面为长方形的桁架结构；相邻两个组装式充气展开桁架单元通过位于宽度方向上的四个桁架单元连接立柱榫卯连接构成组装式充气展开纵向桁架；所述的多个组装式充气展开桁架单元与多个组装式充气展开太阳帆板单元一一对应设置，每个组装式充气展开太阳帆板单元通过两个框架单元连接立柱与相对应的组装式充气展开桁架单元上位于纵向设置的两根桁架单元连接立柱榫卯连接形成充气展开桁架式太阳帆板阵列。

本发明的一种可在轨组装的充气展开桁架式太阳帆板阵列，组装式充气展开太阳帆板单元的数量和组装式充气展开桁架单元的数量各为五个。