051]4、形状记忆树脂基复合材料预浸布的制备:根据单节裁片的相应尺寸，裁剪出长度L = 100+2cm,宽W = 52.24+2cm的纤维织布，采用2层纤维织布分别进行手涂成型制备出预浸布裁片，形状记忆树脂含量控制在35wt%。具体操作如下:首先将纤维织布平整的铺设在一层聚酰亚胺薄膜上，根据所需形状记忆树脂含量的百分比计算出所需的形状记忆树脂胶料的质量，倾倒在纤维织布上进行均匀的刷涂，紧接着在其上面在铺一层纤维织布，倾倒相同质量的形状记忆树脂胶料，进行均匀刷涂，最后将上述步骤2中制备出的电加热层铺设在上表面。按照相同的制备方法分别制备出其余单片预浸布裁片，进行编号1?36。
[0052]5、气密层内胆的制备:裁剪出长度长度L = 100+2cm，宽W = 52.24+2cm的聚酰亚胺薄膜，进行编号1?36，采用环保胶粘剂依次粘接并闭合粘接连接成正36边形环状，每单节环状内胆的直径为d = L/ 31 (16cm)，并在编号12、24和36号的单节环状内胆的底面连接一个充气口。
[0053]6、将上述步骤4全部制备的预浸布裁片，按照编号采用手工缝合的方式，首尾缝合成封闭开口环。为了保证最终支撑环的外观及视觉效果，需要将接缝处布置在支撑环的内侧，因此在进行安装气密层内胆前需要依次将内侧翘起的接缝处进行按压预处理，防止其刺破气密层内胆环，处理完接缝处后，同时在与内胆连接充气口相同编号的预浸布上分别裁出一个直径约为2cm的小孔，方便装入气密层的充气口。
[0054]7、将上述步骤5制备出的气密层内胆装入到上述步骤6中制备出缝合好的预浸布开口环中。具体的操作方法如下:首先将缝合好的开口环平铺成圆形，先将气密层内胆中的充气口与外层预浸布开口环的小孔对应安装固定，然后依次在预浸布开口环处理后的接缝处中间点涂有少量的环保胶粘剂，分别向两侧粘接固定装入气密层内胆，并要求保持气密层粘缝处正好与预浸布开口环的接缝处对应粘接固定，装完气密层内胆后，在每节内胆与预浸布之间放置一些二硫化钼润滑剂，完成气密层的安装，然后就可以将预浸布开口环进行缝合封口，封口后的支撑环存在着明显的外翻翘起的接缝处，为了使其具有较好的外观，对其也进行按压处理。
[0055]8、将上述步骤7制备出的支撑环进行充气，形成由36个单个圆柱裁片缝合的正36边形环状支撑环，然后采用可调变压器进行加热，电压控制在250V，温度控制在70°C，固化6h，最终完成适用于径向肋天线的可折叠-充气展开支撑环的制备。
[0056]9、在地面进行包裹折叠，采用可调变压器，输出电压稳定在225V输出电压问稳定在225V，此时温度约为60°C，达到外壁形状记忆复合材料的变形温度，此时支撑环外壁变软，然后沿着中心轴进行卷曲折叠打包，这样支撑环就处于一种卷曲折叠状态，当入轨后，对其整体加热，直到温度达到支撑环外壁形状记忆复合材料温度降低到其变形温度后，支撑环外壁再次变软，此时充气展开，待支撑环完全展开，回到初始的环状结构时，停止加热，待支撑环外壁形状记忆复合材料的温度降低到其变形温度以下，此时支撑环外壁的形状记忆复合材料处于玻璃态，从而支撑环外壁结构承力层表现出一定刚度，起到支撑天线径向肋板的作用。
【主权项】
1.一种适用于径向肋天线的可折叠-充气展开支撑环，其特征在于所述支撑环是由多节大小相同裁片经手工缝合连接而成的正24?72边形环状结构，支撑环从内到外依次为气密层内胆、电加热层和形状记忆复合材料承力层，其中:气密层内胆由聚酰亚胺薄膜制备而成，电加热层由两层聚酰亚胺薄膜中间S型排布加热丝制备而成，形状记忆复合材料承力层由形状记忆环氧树脂基复合材料制备而成。2.—种权利要求1所述适用于径向肋天线的可折叠-充气展开支撑环的制备方法，其特征在于所述制备方法步骤如下: 一、单节裁片形状的设计和裁剪:根据实验所需单节缝合的圆柱裁片尺寸要求，采用三维设计软件将支撑环的每一节进行测量及展平，得出单个裁片的理论的构型曲线图及相应尺寸； 二、电加热层的制备:采用两层聚酰亚胺薄膜中间S型等间距排布的电热丝； 三、形状记忆树脂胶料的配制:称取一定质量的环氧树脂E-51，计算出相应质量环氧树脂E-51所需的的固化剂用量，然后混合均匀，形成形状记忆树脂胶料； 四、形状记忆树脂基复合材料预浸布的制备:根据单节裁片的相应尺寸，裁剪出长度L+2cm、宽度W+2cm的纤维织布，首先将纤维织布平整的铺设在一层聚酰亚胺薄膜上，根据所需形状记忆树脂含量的百分比计算出所需的形状记忆树脂胶料的质量，倾倒在纤维织布上进行均匀的刷涂，紧接着在其上面在铺一层纤维织布，倾倒相同质量的形状记忆树脂胶料，进行均匀刷涂，最后将步骤二中制备出的电加热层铺设在上表面；按照相同的制备方法分别制备出其余单片预浸布裁片，进行编号； 五、气密层内胆的制备:裁剪长度L+2cm、宽度W+2cm的聚酰亚胺薄膜，进行编号，采用环保胶粘剂依次粘接并闭合粘接连接成正多边形环状，每单节环状内胆的直径为d = L/ 并在编号均等分的单节环状内胆的底面连接一个充气口 ； 六、将步骤四全部制备的预浸布裁片，按照编号采用手工缝合的方式，首尾缝合成封闭开口环，在与内胆连接充气口相同编号的预浸布上分别裁出一个小孔，方便装入气密层的充气口 ； 七、将步骤五制备出的气密层内胆装入到步骤六中缝合好的预浸布开口环中； 八、将步骤七制备出的支撑环进行充气，形成由多个圆柱组成的正多边形环状支撑环，采用可调变压器进行加热，电压控制在225?250V，温度控制在60?70°C，固化5?6h，最终完成适用于径向肋天线的可折叠-充气展开支撑环的制备。3.根据权利要求2所述的适用于径向肋天线的可折叠-充气展开支撑环的制备方法，其特征在于所述固化剂为柔性伯胺固化剂与芳香族二胺固化剂的混合物，柔性伯胺固化剂与芳香族二胺固化剂的添加质量分数比为75?90/25?10。4.根据权利要求3所述的适用于径向肋天线的可折叠-充气展开支撑环的制备方法，其特征在于所述柔性伯胺固化剂为正辛胺、正壬胺、正癸胺、十二胺、十四胺和十六胺中的一种。5.根据权利要求3所述的适用于径向肋天线的可折叠-充气展开支撑环的制备方法，其特征在于所述芳香族二胺固化剂为对苯二胺、二乙基甲苯二胺、砜醚二胺、间苯二甲胺和对苯二甲胺中的一种。6.根据权利要求2所述的适用于径向肋天线的可折叠-充气展开支撑环的制备方法，其特征在于所述形状记忆树脂含量控制在35?50wt%。7.根据权利要求2所述的适用于径向肋天线的可折叠-充气展开支撑环的制备方法，其特征在于所述步骤七的具体的操作方法如下:首先将缝合好的开口环平铺成圆形，先将气密层内胆中的充气口与外层预浸布开口环的小孔对应安装固定，然后依次在预浸布开口环的接缝处中间点涂上环保胶粘剂，分别向两侧粘接固定装入气密层内胆，并要求保持气密层粘缝处正好与预浸布开口环的接缝处对应粘接固定，装完气密层内胆后，在每节内胆与预浸布之间放置粉状润滑剂，完成气密层的安装，然后将预浸布开口环进行缝合封口。8.根据权利要求7所述的适用于径向肋天线的可折叠-充气展开支撑环的制备方法，其特征在于所述粉状润滑剂为硅酸镁铝、二硫化钼和石墨粉中的一种。
【专利摘要】本发明公开了一种适用于径向肋天线的可折叠-充气展开支撑环及其制备方法，所述支撑环是由多节大小相同裁片经手工缝合连接而成的正24～72边形环状结构，支撑环从内到外依次为气密层内胆、电加热层和形状记忆复合材料承力层。本发明制备的适用于径向肋天线的可折叠-充气展开支撑环采用形状记忆树脂基复合材料制备而成，相对于形状记忆合金制备的支撑环具有重量轻、折叠体积小的优点，相对于普通树脂基复合材料制备的支撑环而言具有可折叠的优点(普通的热固性树脂基复合材料不能在地面进行折叠)，同时充气展开后支撑环仍能保持一定的刚度，起到支撑天线肋板的作用。
【IPC分类】H01Q1/08
【公开号】CN105305006
【申请号】CN201510811997
【发明人】刘宇艳, 康红军, 谭惠丰, 谢志民, 于林, 胡相相
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月21日