论文摘要：盘绕式空间伸展臂的研制

空间可展结构在航天器中得到了广泛应用，而盘绕式空间伸展臂作为一类基本的空间可展结构，具有质量轻、收拢比大、伸缩平稳、展开可靠性高等优点，已经在重力梯度杆、太阳电池阵、大型天线的主支撑结构中得到了应用。针对我国空间伸展臂研制相对落后这一问题，本文以北航小卫星项目为应用背景，对盘绕式空间伸展臂进行了设计和研究。首先，对盘绕式空间伸展臂各组成部分、工作原理和展开方式进行一一阐述，对各个展开方式的特点进行概括说明；针对目前国外已经成型的几种典型结构样式进行对比分析，并总结了伸展臂的关键几何设计参数。其次，通过各个伸展臂的对比，展开方式的对比确定了北航小卫星所采用的空间伸展臂方案；然后对选择的三种结构样式——Y形、三角形、环形伸展臂结构组成部分（包括纵杆、横架、铰链等）进行详细设计并针对三种结构样式选择不同的工装方案，通过实物装配验证所设计的伸展臂的工装方法是可行的。再次，针对北航小卫星在地面演示和飞行验证期间任务的不同，分别研究了盘绕式空间伸展臂不同的展开控制方式。地面演示要求能够重复展开和收拢，能够使盘绕式伸展臂以不同的速度展开和收拢；飞行验证要求盘绕式伸展臂只需一次展开，可靠性最高，能够适应复杂的空间环境（温度、振动等）；并对伸展臂的控制组成部分——压紧释放机构进行方案选择确定和试验验证。最后，对盘绕式空间伸展臂进行了环境测试与试验。主要是对伸展臂实物进行重要的测试与实验。包括伸展臂在有阻尼和无阻尼两种状态下的高低温展开试验以及伸展臂的振动试验，通过实验验证设计的伸展臂能够满足空间环境要求，将其应用到小卫星上是可行的。

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