太阳帆航天器姿态控制滚转轴稳定机设计

摘要：

针对一种具体的由支撑臂支撑、方形帆面形式的太阳帆航天器，介绍了质心偏移类、帆面转动类两大类姿态控制机构，并分析了其优缺点，对其适用的姿态控制滚转轴稳定机进行了设计。在构型设计、材料强度、结构强度、质量优化、控制精度等设计约束条件下，围绕滚转轴稳定机转杆长度关键设计参数，通过分析长度角度制约关系、几何计算、帆面有限元非线性静态建模仿真验证、伸展臂弯曲受力有限元建模仿真验证给出了转杆长度值的优化设计结果为1.2 m，并以此为依据结合功率、转速公式计算选取了合理的极限转速取值为20.83(。)/s。给出了一种滚转轴稳定机转杆长度优化设计思路，为太阳帆航天器姿态控制方案设计提供了关键设计参数与设计约束条件，优化设计结果对实际工程应用具有一定参考价值。

关键词：太阳帆、姿态控制机构、滚转轴稳定机、有限元、非线性静态分析

分类号：V474.6;V412.4(航天器及其运载工具)

资助基金：中国科学院战略性先导科技专项资金XDA04060303；太阳帆民用航天资助项目

在线出版日期：2015-01-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：72-77