空间飞行器的半刚性太阳电池翼的制作方法
【专利摘要】一种空间飞行器的半刚性太阳电池翼，包括：与所述空间飞行器相连的根部展开锁定机构；板间展开锁定机构；连接所述根部展开锁定机构和板间展开锁定机构的连接架；顺次活动相连的内半刚性电池板、中内半刚性电池板、中外半刚性电池板和外半刚性电池板；所述内半刚性电池板和连接架通过所述板间展开锁定机构连接；设置在所述中内半刚性电池板上的展开同步装置；置于所述外半刚性电池板上的压紧释放机构。本发明的技术方案避免了电路短路的发生，提高了太阳电池翼的发电效率。
【专利说明】空间飞行器的半刚性太阳电池翼
【技术领域】
[0001]本发明涉及航天飞行器设备，尤其是一种空间飞行器的半刚性太阳电池翼。
【背景技术】
[0002]目前，我国在空间轨道环境使用的太阳电池翼均为刚性太阳电池翼，由于飞行器飞行的空间环境复杂，传统的刚性太阳电池翼逐渐不适于作为空间飞行器的太阳电池翼。
[0003]例如，低轨道环境存在较强的原子氧剥蚀，容易对传统刚性基板安装电池模块的载体Kapton膜表面造成剥蚀效应，导致电路出现短路的失效模式，直接影响飞行任务成败。飞行器在轨工况复杂，需进行多次的变轨、维持、不少于6次的交会对接分离等，刚性太阳电池翼难以满足使用要求。
[0004]另外，电池板的发电效率直接与温度环境密切相关，温度高电池模块的光电转换效率低，刚性太阳电池翼的铝蜂窝加碳纤维网格面板的发电效率较低，不适于空间使用。
[0005]因此如何避免电路短路的发生，提高太阳电池翼的发电效率成为目前亟待解决的问题之一。
【发明内容】
[0006]本发明的技术方案解决的技术问题是如何避免电路短路的发生，提高太阳电池翼的发电效率。
[0007]为解决上述问题，本发明的技术方案提供了一种空间飞行器的半刚性太阳电池翼包括:
与所述空间飞行器相连的根部展开锁定机构；
板间展开锁定机构；
连接所述根部展开锁定机构和板间展开锁定机构的连接架；
顺次活动相连的内半刚性电池板、中内半刚性电池板、中外半刚性电池板和外半刚性电池板；
所述内半刚性电池板和连接架通过所述板间展开锁定机构连接；
设置在所述中内半刚性电池板上的展开同步装置；
置于所述外半刚性电池板上的压紧释放机构。
[0008]本发明的技术方案取得了耐原子氧性能好、承载能力高、结构可靠、展开平稳、工作温度低以及发电功率高的有益效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是本发明实施例提供的半刚性太阳电池翼的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的半刚性太阳电池翼的展开过程图；
图3是本发明实施例提供的半刚性基板及典型部位加强构型图；
图4是本发明实施例提供的连接架及典型部位加强构型图； 图5是本发明实施例提供的根部铰链支座的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的板间铰链支座的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的T型接头的结构示意图；
图8是本发明实施例提供的I型接头的结构示意图。
【具体实施方式】
[0010]目前，我国在空间轨道环境使用的太阳电池翼均为刚性太阳电池翼，由于飞行器飞行的空间环境复杂，传统的刚性太阳电池翼逐渐不适于作为空间飞行器的太阳电池翼。
[0011]鉴于上述情况，本发明的技术方案提供一种空间飞行器的半刚性太阳电池翼，如图1所示所述半刚性太阳电池翼包括:
与所述空间飞行器相连的根部展开锁定机构19 ；
板间展开锁定机构20 ；
连接所述根部展开锁定机构19和板间展开锁定机构20的连接架30 ；
顺次活动相连的内半刚性电池板40、中内半刚性电池板50、中外半刚性电池板60和外半刚性电池板70 ；
所述内半刚性电池板40和连接架30通过所述板间展开锁定机构20连接；
设置在所述中内半刚性电池板50上的展开同步装置80 ；
置于所述外半刚性电池板70上的压紧释放机构90。
[0012]所述内半刚性电池板40、中内半刚性电池板50、中外半刚性电池板60和外半刚性电池板70均采用玻璃纤维网格面板作为电池模块的载荷；所述内半刚性电池板40、中内半刚性电池板50、中外半刚性电池板60、外半刚性电池板70和连接架30上分别设置胶接和接头实心。
[0013]所述内半刚性电池板40、中内半刚性电池板50、中外半刚性电池板60和外半刚性电池板70在所述空间飞行器的发射段保持同步收拢、展开或锁定；所述内半刚性电池板40、中内半刚性电池板50、中外半刚性电池板60和外半刚性电池板70在所述空间飞行器的轨展开段保持同步收拢、展开或锁定；所述内半刚性电池板40、中内半刚性电池板50、中外半刚性电池板60和外半刚性电池板70在所述空间飞行器的轨飞行段保持同步收拢、展开或锁定。
[0014]半刚性电池板(内半刚性电池板、中内半刚性电池板、中外半刚性电池板和外半刚性电池板的统称)由半刚性基板和电池电路组成，半刚性基板是指由柔性玻璃纤维纱编织而成的渔网状织物-玻璃纤维网覆盖在复合材料框架上的形成的复合体，并与连接架30通过板间展开锁定机构20连接。
[0015]在飞行器发射阶段，压紧释放机构90通过6套压紧杆将所述太阳电池翼分别收拢压紧于飞行器侧壁上，保持整翼的收拢状态频率特性。在飞行器入轨后，按预定器载计算机程序指令引爆火工品，压紧释放机构90释放，解除压紧；在板间展开锁定机构20的作用下，太阳电池翼逐步展开到位并锁定。所述半刚性太阳电池翼能够承受发射段(148dB/2min噪声环境、11.2g飞行方向正弦振动载荷)、在轨展开段(撞击力2850N)和在轨飞行段(对接撞击20000N、变轨恒加速度0.25m/s2)等各工况大载荷要求，在轨电池模块工作温度比同类刚性电池板低10°左右。[0016]如图2所示，该图是本发明实施例提供的半刚性太阳电池翼的展开过程图。
[0017]压紧释放机构的释放采用切割器切断压紧杆的方式进行，A阶段)展开前通过压紧释放机构的6根压紧杆组件收拢在飞行器舱体100的侧壁上，每个切割器有互为备份的两个起爆器阶段)在接受到飞行器展开指令后，火工品切割器起爆并切断压紧杆，此时太阳电池翼200开始展开，整翼展开过程中成“W”型，并加速展开；C阶段)太阳电池翼200展开到位后最终夹角均为180 °整翼成“一”型，在轨展开时间不超过12s。为确保可靠展开，根部展开锁定机构和板间展开锁定机构转动部件或有相对运动的部件需采用MoS2固体润滑。展开到位后太阳电池翼200形成一个阵面，同时保证满足整翼的基频要求，该展开过程有很高的可靠性。
[0018]图3是本发明实施例提供的半刚性基板及典型部位加强构型图，其中的标号表如下:
【权利要求】
1.一种空间飞行器的半刚性太阳电池翼，其特征在于，包括: 与所述空间飞行器相连的根部展开锁定机构； 板间展开锁定机构； 连接所述根部展开锁定机构和板间展开锁定机构的连接架； 顺次活动相连的内半刚性电池板、中内半刚性电池板、中外半刚性电池板和外半刚性电池板； 所述内半刚性电池板和连接架通过所述板间展开锁定机构连接； 设置在所述中内半刚性电池板上的展开同步装置； 置于所述外半刚性电池板上的压紧释放机构。
2.根据权利要求书I所述的新型空间飞行器的半刚性太阳电池翼，其特征在于:所述内半刚性电池板、中内半刚性电池板、中外半刚性电池板和外半刚性电池板均采用玻璃纤维网格面板作为电池模块的载荷；所述内半刚性电池板、中内半刚性电池板、中外半刚性电池板、外半刚性电池板和连接架上分别设置胶接和接头实心。
3.根据权利要求书I所述的新型空间飞行器的半刚性太阳电池翼，其特征在于:所述内半刚性电池板、中内半刚性电池板、中外半刚性电池板和外半刚性电池板在所述空间飞行器的发射段保持同步收拢、展开或锁定；所述内半刚性电池板、中内半刚性电池板、中外半刚性电池板和外半刚性电池板在所述空间飞行器的轨展开段保持同步收拢、展开或锁定；所述内半刚性电池板、中内半刚性电池板、中外半刚性电池板和外半刚性电池板在所述空间飞行器的轨飞行段保持同步收拢、展开或锁定。
【文档编号】B64G1/44GK103662098SQ201210317630
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年8月31日 优先权日:2012年8月31日
【发明者】王治易, 张玉花, 董毅, 杨华星, 陈建祥, 顾珏华 申请人:上海宇航系统工程研究所