5.2.2 帆面与支撑臂整体展开试验

5.2.2 帆面与支撑臂整体展开试验

1.试验内容

摄影记录支撑臂带动帆面展开过程,重点关注以下几个方面:

支撑臂的展开过程是否顺畅,四根支撑臂展开是否同步;

帆面能否在支撑臂带动下完全展开,展开是否平稳;

帆面与支撑臂配合展开是否有序,帆面与支撑杆是否相互影响。

2.试验方法

1)试验对象及试验设备

选择四块厚度为12.5 μm、单面镀铝的聚酰亚胺薄膜,帆面薄膜形状为等腰直角三角形,直角边长为5.6 m;以及四根长度为5.6 m的充气式展开支撑臂,在8 m×8 m的试验平台上进行帆面与支撑臂整体展开试验。

2)试验流程

根据如下试验流程(图5-58)开展帆面与支撑臂整体展开试验。

图5-58 8 m×8 m太阳帆原理样机试验流程图

•支撑臂折叠与收拢

四根支撑臂采用充气端固定,有效载荷放在自由端,从自由端开始卷曲折叠,在支撑臂的外表面沿长度方向粘贴了一定宽度的粘扣,粘扣由绒面和勾面成对组成。在内压的作用下使搭扣剥离,以保证展开过程的有序性。收拢后的支撑臂如图5-59所示。

图5-59 收拢后的支撑臂

•帆面的折叠与收拢

帆面采用上文中提到的斜叶外折叠方式,折叠好的四块帆面分别缠绕在四个帆面卷轴上,收拢完成后的帆面及支撑臂如图5-60所示。

图5-60 收拢后的帆面及支撑臂

•帆面与支撑臂的连接

卷曲收拢后支撑臂的两端分别与相邻帆面45°顶点相连接,连接处采用可相对旋转弹性连接,避免支撑臂展开过程中的滚转影响帆面展开,如图5-61所示。

图5-61 帆面与支撑臂的连接示意图

•帆面与支撑臂的展开

采用一个充气泵,通过四个节流阀,分别对四根支撑臂充气,调节每一路的气流量,使支撑臂展开速度接近。在支撑臂开始充气的同时,拽开支撑臂与帆面上的包带;支撑臂充气的同时带动帆面逐步展开,摄影记录帆面随支撑臂伸出同时展开的过程。

3.试验结果

摄影记录的帆面随支撑臂充气展开过程如图5-62所示,充气支撑臂能够顺利展开,在展开初期同步性较好,展开中期展开速度略有差异,最后展开阶段实现同步展开。总体来说,展开同步性较好;斜叶外折叠方式的帆面展开过程匀速,没有明显的帆面堆积现象,且能够接受一定程度的支撑臂展开不同步,很好地配合支撑臂实现帆面平稳顺利展开。

图5-62 太阳帆原理样机充气展开过程