FAST馈源舱倾覆的理论分析及试验研究

摘要

FAST望远镜馈源舱通过6根钢索悬浮于空中,在运行过程中其倾角连续变化,存在发生倾覆的风险。通过舱索系统的静力学理论分析和模型试验对FAST馈源舱的最大倾覆角进行了研究。基于舱倾角最大的优化原则和舱-索系统静力平衡,对索力和姿态角的限定等约束条件,建立了求解舱最大倾角(倾覆角)的目标优化函数,利用牛顿迭代法解得了舱在其运行轨迹面(焦面)的倾覆角,同时研究了重心改变对倾覆角的影响。通过舱索系统3 m缩尺模型对理论分析结果进行了验证,得到了模型舱在给定位置的倾覆角,试验结果与理论计算结果比较吻合。最后分析了馈源舱原型在整个焦面上的倾覆角,结果表明馈源舱在实际工作过程中是安全的,不会发生倾覆。