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深空探測太陽帆推進技術(精)/空間科學與技術研究叢書

  • 作者：劉宇飛//成正愛//黃小琦|責編:封雪
  • 出版社：北京理工大學
  • ISBN：9787576315691
  • 出版日期：2022/08/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：366
人民幣：RMB 126 元      售價：元
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內容大鋼
    本書概述了主帶小行星探測任務對象和太陽帆推進技術進展。建立了考慮薄膜形狀的光壓力模型，光壓力與結構之間的靜動力學分析模型，結構姿態軌道耦合的動力學模型，並開展了模擬分析。以2020年前後在7年時間內探測至少3顆主帶小行星為主要任務目標，開展了目標選擇優化方法研究，軌道設計方法研究，以及姿態軌道耦合控制方法研究。從結構構型、支撐臂、帆面、折展、支撐包裝結構等多個太陽帆特有系統上進行了設計技術研究。針對收納半徑最小、收納體積最小、展開順利無遮擋，在功能完整的基礎上結構、機構盡量簡單的設計要求，開展地面摺疊展開原理樣機設計及研製，並對研製的地面原理樣機開展地面測試和試驗，驗證原理樣機的摺疊展開方案，得到縮比樣機在地面環境下的力學特徵參數，為太陽帆結構的優化設計提供了依據。
    本書的主要目的是為各位同領域的研究者展示團隊的研究思路和研究成果。讀者對象是對航空航天領域感興趣的群體；進入課題研究階段需要了解課題研究對象和方法的本碩博學生群體；開展太陽帆推進技術以及類似技術領域研究的學者等。
作者介紹
劉宇飛//成正愛//黃小琦|責編:封雪
目錄
第1章  緒論
  1.1  利用太陽帆開展主帶小行星探測概述
    1.1.1  小行星探測國內外發展現狀
    1.1.2  主帶小行星探測意義
    1.1.3  主帶小行星探測的目標選擇
    1.1.4  利用太陽帆開展主帶小行星探測任務設想
  1.2  太陽帆推進技術發展概述
    1.2.1  太陽帆探測器以及太陽帆創新概念研究現狀
    1.2.2  太陽帆探測任務研究現狀
    1.2.3  國外主要太陽帆研究團隊進展
    1.2.4  太陽帆後續發展的設想
第2章  基於太陽光壓力的太陽帆推進理論
  2.1  太陽光壓力建模理論
    2.1.1  太陽光壓力推進理論研究
    2.1.2  太陽帆光壓模型
  2.2  太陽帆結構靜動力學建模方法
    2.2.1  太陽帆靜力學分析
    2.2.2  太陽帆「中心剛體+撓性附件」動力學方程
    2.2.3  太陽帆動力學耦合係數計算
    2.2.4  太陽帆全桿模型
    2.2.5  太陽帆全帆模型
    2.2.6  太陽帆全柔性動力學方程
  2.3  太陽帆姿態軌道耦合動力學建模方法
    2.3.1  太陽帆姿態軌道耦合動力學模型建立
    2.3.2  姿態軌道振動耦合動力學降階模型
  2.4  基於時變光壓力的動力學數值模擬分析
    2.4.1  振動變形對太陽帆所受光壓力的影響
    2.4.2  振動變形對太陽帆姿態和軌道的影響
    2.4.3  姿態振動耦合影響分析
第3章  利用太陽帆開展主帶小行星探測任務設計
  3.1  太陽帆主要指標
  3.2  多顆主帶小行星目標選擇優化方法
  3.3  主帶小行星探測任務軌道設計方法
    3.3.1  太陽帆日心軌道動力學基礎
    3.3.2  太陽帆軌道優化設計方法
    3.3.3  標稱軌道設計結果
    3.3.4  軌道設計結果分析
    3.3.5  不同參數的影響分析
  3.4  百米級太陽帆姿態軌道耦合控制方法
    3.4.1  太陽帆GNC分系統概述
    3.4.2  太陽帆光壓力矩調節器設計
    3.4.3  滾轉軸穩定機設計
    3.4.4  太陽帆動力學模型對控制結果的影響分析
  3.5  總結與展望
第4章  百米級太陽帆方案設計
  4.1  太陽帆構型比較與方案設計
  4.2  支撐臂選擇與設計
    4.2.1  支撐臂構型種類
    4.2.2  支撐臂結構設計
    4.2.3  支撐臂力學分析

  4.3  帆面選擇與設計
    4.3.1  帆面材料選擇
    4.3.2  帆面鍍膜方案
    4.3.3  帆面結構設計
  4.4  帆面折展展開方案
    4.4.1  太陽帆帆面摺疊技術研究
    4.4.2  太陽帆面展開技術研究
  4.5  太陽帆支撐與包裝結構設計
    4.5.1  構形設計
    4.5.2  結構設計
    4.5.3  帆面空間適應性
    4.5.4  機構設計
  4.6  其他分系統設計
    4.6.1  通信數傳分系統
    4.6.2  能源分系統
第5章  地面樣機研製與實驗分析
  5.1  摺疊展開樣機方案
  5.2  摺疊展開試驗及分析
    5.2.1  帆面不同摺疊方式展開試驗
    5.2.2  帆面與支撐臂整體展開試驗
    5.2.3  總結
  5.3  原理樣機力學測試及分析
    5.3.1  原理樣機靜力學測試
    5.3.2  原理樣機振動測試
  5.4  結論
參考文獻
索引

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