軌道飛行器艙門可重復鎖緊機構的研制.pdf

1、近年來由于航天飛機的退役和貨運飛船、空間站不具備天地往返能力，航天大國紛紛將研究的重心轉向無人駕駛的軌道飛行器，以期擔負起“天地轉運體系”的重任，同時完成在軌規(guī)劃的其他任務。軌道飛行器的系統(tǒng)組成與航天飛機相似，其在軌運行期間需要重復開啟載荷艙艙門，重復展開并收攏輻射器和太陽能電池陣，為保證其天地往返工作能力，抵御發(fā)射和再入過程中惡劣的力學環(huán)境，上述結構和機構系統(tǒng)必須具備重復鎖緊與釋放的功能。因此，具有大承載能力的可重復使用鎖緊釋放技術成

2、為軌道飛行器結構與結構分系統(tǒng)迫切需要攻克的核心問題。
　　針對軌道飛行器艙門重復開啟與鎖定的需求，本文基于傳統(tǒng)的四桿機構的死點自鎖原理，提出三種可重復鎖緊方案，通過方案對比分析，優(yōu)選出一種最佳方案并對各個零部件進行初步的結構設計以及參數(shù)設計。
　　在初步結構設計基礎上，提取出結構的基本的機構組成，利用動力學仿真軟件對其進行功能與性能參數(shù)仿真，并建立相應的優(yōu)化模型對機構的桿長進行優(yōu)化，得到最優(yōu)的桿長，減小整體機構的包絡尺寸與質

3、量以滿足質量和結構布局要求，提高鎖緊機構的效率。利用有限元分析軟件對整個機構進行靜力學特性仿真分析，得出一定承載條件下的各關鍵零件的應力響應以及鎖緊狀態(tài)下的機構剛度。
　　為確定有效載荷艙門整個系統(tǒng)的最優(yōu)鎖緊布局方案，首先基于對鎖緊機構的剛度分析，對其進行剛度等效簡化，并將等效模型代替鎖緊機構鎖緊艙門系統(tǒng)。通過對艙門的自由度分析確定鎖緊點數(shù)量以及鎖緊形式，最后以整個艙門系統(tǒng)的基頻最大為目標，利用有限元軟件對鎖緊點位置進行優(yōu)化設計，