面向空间应用的薄膜可展开结构研究进展及技术挑战

彭福军，谢 超，张良俊

·特约稿件·

面向空间应用的薄膜可展开结构研究进展及技术挑战

彭福军1，2，谢 超1，张良俊1

（1．上海宇航系统工程研究所，上海201108；2．上海市空间飞行器机构重点实验室，上海201108）

空间可展开结构正向着大型化、轻量化和高精度的方向发展，薄膜可展开结构以其高收纳比、高比刚度等优势而成为大型空间可展开结构的重要实现手段之一。结合未来构建大型空间结构系统的需求，梳理了薄膜可展开结构在大面积电池阵、大口径星载天线、太阳帆、遮光板、再入减速装置及太空舱等多个方面的典型空间应用，介绍了各类空间薄膜可展开结构的研究进展，探讨了薄膜可展开结构在系统设计、柔性材料、收拢展开、结构控制和加工测试等方面存在的技术挑战。

空间结构；轻量化；薄膜结构；可展开结构；柔性结构

1 引言

可展开空间结构技术是解决航天器大尺寸结构发射包络限制问题的主要手段。自二十世纪60年代以来，可展开空间结构技术快速发展，尤其在大功率空间发电、天基遥感等重大应用需求牵引下，空间可展开结构正呈现出大型化、轻量化、高精度等发展趋势［1⁃2］。采用薄膜材料作为负载面的薄膜可展开结构因其具有收藏体积小、重量轻等优势而日益受到关注，并已相继在大面积太阳电池阵、太阳帆和充气舱等空间大型可展开结构中成功实现工程应用或在轨验证［3⁃6］。本文主要梳理大型薄膜可展开结构的典型空间应用及研究进展，探讨薄膜可展开结构应用所面临的技术挑战。……