星載大型可展開天線熱分析技術(shù)研究.pdf

1、本文結(jié)合某星載大型可展開天線的設(shè)計工作，吸取了國內(nèi)外星載天線熱控設(shè)計的最新研究成果，運用CAD/CAE、熱——結(jié)構(gòu)集成分析等先進手段，深入探討了星載可展開天線的熱分析技術(shù)，提出了解決星載可展開天線熱分析問題的熱優(yōu)化設(shè)計方法。本文闡述的主要內(nèi)容包括： 1．對國內(nèi)外星載天線熱控技術(shù)（包括熱設(shè)計、熱分析與熱試驗）的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢進行了概述，總結(jié)了星載天線的一般熱設(shè)計原則和步驟，給出了星載天線熱分析流程的框架結(jié)構(gòu)，提出了研究大型可展

2、開天線的一體化熱—結(jié)構(gòu)分析方法。 2．對于復雜天線結(jié)構(gòu)，為提高計算地球反照輻射和地球紅外輻射外熱流的精度和速度，提出了采用蒙特卡洛法計算星載天線表面軌道外熱流的原理和方法。 3．針對天線的復雜桁架結(jié)構(gòu)對于不同熱源的遮擋問題，提出了采用光線投影算法計算星載天線太陽直接輻射的外熱流的方法，推導了天線桁架桿件之間和天線面之間的遮擋系數(shù)計算公式。 4．針對某大型可展開天線的具體結(jié)構(gòu)特點，建立了熱分析有限單元方案并設(shè)置了天

3、線在軌計算工況。開展了周邊桁架式星載可展開天線的在軌瞬態(tài)溫度場的計算，首次從全軌道角度對不同工況下天線溫度場進行了全面分析計算，熱分析結(jié)果對天線的熱控設(shè)計具有十分現(xiàn)實的指導意義。 5．采用熱—結(jié)構(gòu)一體化的分析方法，計算出組成可展開天線主要結(jié)構(gòu)——桁架桿單元由于溫度引起的等效結(jié)點熱載荷，并建立了相應的熱彈性有限元方程。求解了周邊桁架式星載可展開天線的熱變形和熱應力，并首次全面分析了在軌位置、不同熱物性參數(shù)、天線約束位置對天線型面均

4、方根誤差的影響，給出了能達到天線工程設(shè)計要求的熱控方案。 6．對影響星載天線溫度水平及梯度的諸多因素進行了全面分析，利用TMG和正交試驗法安排的試驗方案進行了多種試驗仿真分析，并在此建立了星載天線在軌熱一結(jié)構(gòu)耦合優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學模型；采用改進的基本遺傳算法十模擬退火算法組成的混合遺傳算法對星載天線的熱參數(shù)進行了優(yōu)化設(shè)計。 7．研究了在軌熱環(huán)境對地面網(wǎng)面調(diào)整結(jié)果的影響，首次提出了基于在軌熱環(huán)境下結(jié)合距離權(quán)因子與遺傳算法進行周