不用电的“太空变形术”——无源装置驱动卫星天线“丝滑”展开
科技日报·2025-05-13 07:30
卫星天线技术突破 - 天线系统是卫星关键组成部分,技术水平直接决定卫星服务能力,当前各类卫星需求爆发式增长背景下尤为重要 [1] - 西安轻工业钟表研究所研发"多转轴共轭运动装置",通过无源驱动方案解决卫星天线空间展开难题,实现非圆构型天线"丝滑变形" [1][2] - 非圆构型天线(椭圆/多边形)相比传统圆环形天线,在收纳时保持圆形节省空间,展开后有效面积提升显著增强通信容量和指向精度 [1] 无源驱动技术创新 - 传统电机驱动方案在太空面临温度剧变(-65℃至150℃)、高能粒子辐射、机械冲击等多重失效风险,且多电机阵列增加系统重量和单点故障风险 [2] - 采用纯机械结构方案:1)储能驱动模块利用弹簧储能系统提供动力 2)共轭传动机构通过空间曲面凸轮组将直线运动转化为三维复合运动 3)缓释控制系统借鉴钟表擒纵机构原理实现匀速展开 [3][4] - 无源设计完全规避电力依赖,缓速展开降低冲击力,故障率较电机方案大幅降低 [2][4] 数字仿真技术应用 - 研发过程中需协调上百组不同规格凸轮机构协同工作,传统建模方法失效 [5] - 创新采用运动仿真曲面建模技术,构建含数十万网格节点的数字样机,通过参数输入实现空间曲面高效优化 [5] - 数字样机反复迭代后找到多凸轮协同工作的最优解,该技术源自精密钟表领域经验迁移 [5]