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內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　本書概述了主帶小行星探測(cè)任務(wù)對(duì)象和太陽帆推進(jìn)技術(shù)進(jìn)展；建立了考慮薄膜形狀的光壓力模型、光壓力與結(jié)構(gòu)之間的靜動(dòng)力學(xué)分析模型、結(jié)構(gòu)姿態(tài)軌道耦合的動(dòng)力學(xué)模型，并開展了仿真分析；以2020年前后在7年時(shí)間內(nèi)探測(cè)至少3顆主帶小行星為主要任務(wù)目標(biāo)，開展了目標(biāo)選擇優(yōu)化方法研究、軌道設(shè)計(jì)方法研究、以及姿態(tài)軌道耦合控制方法研究；從結(jié)構(gòu)構(gòu)型、支撐臂、帆面、折展、支撐包裝結(jié)構(gòu)等多個(gè)太陽帆特有系統(tǒng)上進(jìn)行了設(shè)計(jì)技術(shù)研究；針對(duì)收納半徑小、收納體積小、展開順利無遮擋，在功能完整的基礎(chǔ)上結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)要求，開展了地面折疊展開原理樣機(jī)設(shè)計(jì)及研制，并對(duì)研制的地面原理樣機(jī)進(jìn)行地面測(cè)試和試驗(yàn)，驗(yàn)證原理樣機(jī)的折疊展開方案，得到了縮比樣機(jī)在地面環(huán)境下的力學(xué)特征參數(shù)，為太陽帆結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

作者簡(jiǎn)介

　　劉宇飛，研究員，在中國(guó)空間技術(shù)研究院錢學(xué)森空間技術(shù)實(shí)驗(yàn)室開展空間太陽能電站、深空太陽帆等超大尺度空間系統(tǒng)構(gòu)建與應(yīng)用研究。擔(dān)任航天五院空間電站專委會(huì)委員、宇航學(xué)會(huì)太陽能電站專委會(huì)委員。承擔(dān)和參與了深空探測(cè)民“863”重大課題、民用航天重大背景課題、自然基金重點(diǎn)項(xiàng)目、軍科委基礎(chǔ)加強(qiáng)項(xiàng)目等數(shù)十項(xiàng)課題研究工作。授權(quán)發(fā)明專利10余項(xiàng)，在航天領(lǐng)域期刊發(fā)表各類論文數(shù)十篇。

圖書目錄

第1章緒論
1.1 利用太陽帆開展主帶小行星探測(cè)概述
1.1.1 小行星探測(cè)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
1.1.2 主帶小行星探測(cè)意義
1.1.3 主帶小行星探測(cè)的目標(biāo)選擇
1.1.4 利用太陽帆開展主帶小行星探測(cè)任務(wù)設(shè)想
1.2 太陽帆推進(jìn)技術(shù)發(fā)展概述
1.2.1 太陽帆探測(cè)器以及太陽帆創(chuàng)新概念研究現(xiàn)狀
1.2.2 太陽帆探測(cè)任務(wù)研究現(xiàn)狀
1.2.3 國(guó)外主要太陽帆研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)展
1.2.4 太陽帆后續(xù)發(fā)展的設(shè)想
第2章基于太陽光壓力的太陽帆推進(jìn)理論
2.1 太陽光壓力建模理論
2.1.1 太陽光壓力推進(jìn)理論研究
2.1.2 太陽帆光壓模型
2.2 太陽帆結(jié)構(gòu)靜動(dòng)力學(xué)建模方法
2.2.1 太陽帆靜力學(xué)分析
2.2.2 太陽帆“中心剛體撓性附件”動(dòng)力學(xué)方程
2.2.3 太陽帆動(dòng)力學(xué)耦合系數(shù)計(jì)算
2.2.4 太陽帆全桿模型
2.2.5 太陽帆全帆模型
2.2.6 太陽帆全柔性動(dòng)力學(xué)方程
2.3 太陽帆姿態(tài)軌道耦合動(dòng)力學(xué)建模方法
2.3.1 太陽帆姿態(tài)軌道耦合動(dòng)力學(xué)模型建立
2.3.2 姿態(tài)軌道振動(dòng)耦合動(dòng)力學(xué)降階模型
2.4 基于時(shí)變光壓力的動(dòng)力學(xué)數(shù)值仿真分析
2.4.1 振動(dòng)變形對(duì)太陽帆所受光壓力的影響
2.4.2 振動(dòng)變形對(duì)太陽帆姿態(tài)和軌道的影響
2.4.3 姿態(tài)振動(dòng)耦合影響分析
第3章利用太陽帆開展主帶小行星探測(cè)任務(wù)設(shè)計(jì)
3.1 太陽帆主要指標(biāo)
3.2 多顆主帶小行星目標(biāo)選擇優(yōu)化方法
3.3 主帶小行星探測(cè)任務(wù)軌道設(shè)計(jì)方法
3.3.1 太陽帆日心軌道動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)
3.3.2 太陽帆軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
3.3.3 標(biāo)稱軌道設(shè)計(jì)結(jié)果
3.3.4 軌道設(shè)計(jì)結(jié)果分析
3.3.5 不同參數(shù)的影響分析
3.4 百米級(jí)太陽帆姿態(tài)軌道耦合控制方法
3.4.1 太陽帆GNC分系統(tǒng)概述
3.4.2 太陽帆光壓力矩調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)
3.4.3 滾轉(zhuǎn)軸穩(wěn)定機(jī)設(shè)計(jì)
3.4.4 太陽帆動(dòng)力學(xué)模型對(duì)控制結(jié)果的影響分析
3.5 總結(jié)與展望
第4章百米級(jí)太陽帆方案設(shè)計(jì)
4.1 太陽帆構(gòu)型比較與方案設(shè)計(jì)
4.2 支撐臂選擇與設(shè)計(jì)
4.2.1 支撐臂構(gòu)型種類
4.2.2 支撐臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.2.3 支撐臂力學(xué)分析
4.3 帆面選擇與設(shè)計(jì)
4.3.1 帆面材料選擇
4.3.2 帆面鍍膜方案
4.3.3 帆面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.4 帆面折展展開方案
4.4.1 太陽帆帆面折疊技術(shù)研究
4.4.2 太陽帆面展開技術(shù)研究
4.5 太陽帆支撐與包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.5.1 構(gòu)形設(shè)計(jì)
4.5.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.5.3 帆面空間適應(yīng)性
4.5.4 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.6 其他分系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.6.1 通信數(shù)傳分系統(tǒng)
4.6.2 能源分系統(tǒng)
第5章地面樣機(jī)研制與實(shí)驗(yàn)分析
5.1 折疊展開樣機(jī)方案
5.2 折疊展開試驗(yàn)及分析
5.2.1 帆面不同折疊方式展開試驗(yàn)
5.2.2 帆面與支撐臂整體展開試驗(yàn)
5.2.3 總結(jié)
5.3 原理樣機(jī)力學(xué)測(cè)試及分析
5.3.1 原理樣機(jī)靜力學(xué)測(cè)試
5.3.2 原理樣機(jī)振動(dòng)測(cè)試
5.4 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
索引