1 兰州理工大学 有色金属新材料省部共建国家重点实验室, 兰州 730050
2 兰州理工大学 凝聚态物理研究所, 兰州 730050
3 西安航天精密机电研究所, 西安 710100
4 中国空间技术研究院 兰州分院, 兰州 730000
针对可折叠展开式伞状龙骨聚光器具有自重低、功率高、比冲高、推力适中的特点, 利用ANSYS和ZEMAX软件对功率为100 kW的可折叠展开式伞状龙骨聚光器在太空环境中的聚光性能进行模拟分析。在太阳风及衬底薄膜表面张力的影响下, 伞面最大应力为1.66 MPa, 远小于Kevlar材料及Ti-6Al-4V龙骨材料的阈值强度, 伞面最大形变仅为0.941 mm, 焦斑半径为6.37 cm, 几何聚光比可达5 917, 比标准抛物面仅减小了1.25%。结果表明：将材质轻、抗拉伸强度高的伞状龙骨结构引入可折叠展开式聚光器的设计方案, 在很大程度上抵消了衬底薄膜材料表面张力及太阳风对聚光器工作形态的影响, 可消除褶皱, 提高可折叠展开式伞状龙骨聚光器的结构稳定性及可展开度, 同时证明了伞状龙骨结构及Kevlar材料的选择是合理的。
伞状龙骨 聚光器 太阳能热推进 静力学分析 聚光性能 umbrella-shaped keel concentrator solar thermal propulsion static analysis concentration performance
