空间特性模拟的微小飞行器结构设计与动特性分析

杨自鹏 彭慧莲 刘敏 张群 杨勇 林宏

空间特性模拟的微小飞行器结构设计与动特性分析

杨自鹏1彭慧莲1刘敏2张群1杨勇1林宏1

（1北京宇航系统工程研究所，北京 100076；2 首都航天机械有限公司，北京 100076)

为研究空间碎片等非合作目标的可见光、红外及运动规律等空间特性，一般通过微小飞行器进行模拟，因此，对微小飞行器结构设计提出了小发射尺寸、大展开面积、轻质、高承载等技术需求。本文基于立方星架构思想，进行了空间特性模拟微小飞行器的结构方案设计。在分析卫星构型设计特点的基础上，结合设计要求、发射的重量及空间限制等约束，提出了舱段模块化、尺寸系列化堆叠式构型研制方案。通过三维建模设计和有限元分析，开展了多U微小飞行器的结构方案设计与动特性分析。结果表明结构方案合理、强度刚度满足指标要求，可作为结构优化及地面试验环境条件制定的依据。

特性模拟；立方星；多U微小飞行器；结构方案；有限元分析

0 引言

随着人类太空开发和探索活动的增多，空间碎片潜在的威胁和其军事利用价值日益受到国际上各航天强国的密切关注，纷纷投入大量的人力、物力、财力进行了大量有关空间碎片的研究工作。其中一个研究方向是空间碎片特性研究，它对空间碎片的探测、航天器的防护和碎片减缓等问题的研究起着重要技术支撑的作用。为配合开展空间碎片目标识别、控制及回收演示试验，采用合作目标的方式进行空间碎片热特性、光学特性[1]及运动特性的模拟。……