CN106384867A - 一种充气成型的抛物线形支撑结构 - Google Patents

一种充气成型的抛物线形支撑结构 Download PDF

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袁野
杜三虎
张涛
王萌
张如变
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Abstract

本发明公开了一种充气成型的抛物线形支撑结构，包括层合铝管、纤维弹性片、薄膜内胆和展开搭扣，所述薄膜内胆外安装有层合铝管，所述薄膜内胆与层合铝管之间设有若干纤维弹性片，所述纤维弹性片安装在薄膜内胆的外壁上，所述层合铝管上设有若干展开搭扣，所述薄膜内胆为聚酰亚胺薄膜内胆，所述层合铝管为聚酰亚胺/AL/聚酰亚胺。本发明可实现大型空间可卷金属面天线展开机构的支撑，发射过程将气体排出，充气结构连同金属面一起卷曲收拢于收纳筒内，卫星入轨后，对其进行充气，随着体积的膨胀向外部伸展打开，同时带动着金属面天线一起展开，最终形成工作状态要求的天线面形，该设计具有所需收纳空间小、质量轻、刚度大、可靠性高等优点，并可以有效保证可卷伸展机构在轨平稳展开的运动过程。

Description

一种充气成型的抛物线形支撑结构
技术领域
本发明涉及航天器结构技术领域，具体是一种充气成型的抛物线形支撑结构。
背景技术
近几十年随着航天技术的发展，航天器的结构趋于复杂，功能也愈加多样，质量也越来越大。由于运载对质量和包络空间的限制，如何在运载能力约束下提高航天器能力是航天器研制工作的重要内容。充气展开结构是一种新型的空间折展结构，以柔性复合薄膜材料为主制成，可折叠收拢发射，入轨后充气展开并自支撑刚化，形成空间结构。对于抛物柱面天线，充气臂完全展开后，结构内部条状薄壳结构提供自支撑刚度，形成设计的抛物线形状，为天线面提供支撑。
发明内容
本发明的目的在于提供一种充气成型的抛物线形支撑结构，可实现大型空间可卷金属面天线展开机构的支撑，发射过程将气体排出，支撑结构连同金属面一起卷曲收拢于收纳筒内，卫星入轨后，对其进行充气，随着体积的膨胀向外部伸展打开，同时带动着金属面天线一起展开，最终形成工作状态要求的天线面形，该设计具有收纳空间大、质量轻、刚度大、可靠性高等优点，并可以有效保证可卷伸展机构在轨平稳展开的运动过程。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种充气成型的抛物线形支撑结构，包括层合铝管、纤维弹性片、薄膜内胆和展开搭扣，层合铝管、纤维弹性片、薄膜内胆通过胶接方式连接和展开搭扣,所述薄膜内胆外安装有层合铝管，所述薄膜内胆与层合铝管之间设有若干纤维弹性片，所述纤维弹性片安装在薄膜内胆的外壁上，所述层合铝管上设有若干展开搭扣，在收拢状态时，搭扣相互粘合，充气展开过程搭扣逐个打开，可以实现充气结构的有序展开。
优选地，所述薄膜内胆为聚酰亚胺薄膜内胆。
优选地，所述层合铝管为聚酰亚胺/AL/聚酰亚胺层合材料，一共三层。
优选地，所述的纤维弹性片为弧形纤维弹性片，作为整个充气臂展开状态的刚度加强结构，收拢时可卷曲盘绕，展开后具有一定的刚度，可以使整个结构的展开状态下刚度增大。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明设计构型简单，具有良好的加工工艺性和装配工艺性，具有收纳比大、质量轻、刚度大等优点；采用了展开搭扣，在收拢状态时，充气结构之间的搭扣相互粘合，充气展开过程搭扣逐个打开，可以实现充气结构的有序展开。
附图说明
图1是本发明实施例一种充气成型的抛物线形支撑结构示意图。
图2是本发明实施例中展开搭扣工作原理示意图。
图3是本发明实施例中充气后的管状抛物线构型图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1-图2所示，本发明实施例提供了一种充气成型的抛物线形支撑结构，包括层合铝管3、纤维弹性片2、薄膜内胆1和展开搭扣4，层合铝管、纤维弹性片、薄膜内胆通过胶接方式连接和展开搭扣,所述薄膜内胆1外安装有层合铝管3，所述薄膜内胆1与层合铝管3之间设有若干纤维弹性片2，所述纤维弹性片2安装在薄膜内胆1的外壁上，所述层合铝管上设有若干展开搭扣4，在收拢状态时，搭扣相互粘合，充气展开过程搭扣逐个打开，可以实现充气结构的有序展开，如图3所示，为充气后的管状抛物线5的构型图。
所述薄膜内胆为聚酰亚胺薄膜内胆。
所述所述层合铝管为聚酰亚胺/AL/聚酰亚胺层合材料，一共三层。
所述的纤维弹性片为弧形纤维弹性片。
本具体实施层合铝管作为整个充气臂的外形保持结构，在充气完全的状态下整个结构形成抛物线形状；纤维弹性片作为整个充气臂展开状态的刚度加强结构，收拢时可卷曲盘绕，展开后具有一定的刚度，可以使整个结构的展开状态下刚度增大；发射过程将气体排出，支撑结构连同金属面一起卷曲收拢于收纳筒内，卫星入轨后，对其进行充气，随着体积的膨胀向外部伸展打开，同时带动着金属面天线一起展开，最终形成工作状态要求的天线面形，该设计具有收纳空间大、质量轻、刚度大、可靠性高等优点，并可以有效保证可卷伸展机构在轨平稳展开的运动过程。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (4)

1.一种充气成型的抛物线形支撑结构，其特征在于，包括层合铝管、纤维弹性片、薄膜内胆,层合铝管、纤维弹性片、薄膜内胆通过胶接方式连接和展开搭扣，所述薄膜内胆外安装有层合铝管，所述薄膜内胆与层合铝管之间设有若干纤维弹性片，所述纤维弹性片安装在薄膜内胆的外壁上，所述层合铝管上设有若干展开搭扣。
2.如权利要求1所述的一种充气成型的抛物线形支撑结构，其特征在于，所述薄膜内胆为聚酰亚胺薄膜内胆。
3.如权利要求1所述的一种充气成型的抛物线形支撑结构，其特征在于，所述层合铝管为聚酰亚胺/AL/聚酰亚胺层合材料，一共三层。
4.如权利要求1所述的一种充气成型的抛物线形支撑结构，其特征在于，所述的纤维弹性片为弧形纤维弹性片。
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