空间充气支撑结构刚化机理研究

摘要

利用充气展开技术在空间构建大型结构是一种全新概念.充气结构具有折叠体积小、发射成本低等特点.自上世纪50年代以来,许多国家开展了空间充气结构相关技术的研究工作.充气结构的特点要求材料一般是柔性的.在发射升空前结构是折叠包装的,进入轨道之后,根据需要充气展开并刚化,达到强度、刚度及功能要求,其中材料的选取、结构的刚化、结构的有效折叠、系统的可控展开是关键问题.本文通过对空间充气展开支撑管的研究来阐明空间充气结构的刚化机理.实验研究Kapton-Al-Kapton支撑管的充气压力与刚度相关性表明,在刚化压力范围内,支撑管充气后的刚度比理论计算的刚度明显提高.研究结果将为充气展开结构在航空航天领域的实际应用提供理论依据.