遥感卫星热变形控制的理论与应用

本书是作者多年来在遥感卫星热变形控制领域方面取得的研究成果，涉及高稳定结构设计、热变形分析、在轨测量、主动控制、地面试验等多个方面。全书主要介绍了遥感卫星热变形的基本概念、国内外的研究现状、热变形对敏感载荷的影响、高稳定结构设计、热变形分析、在轨变形测量、热变形主动控制和热变形试验技术等方面的内容。

董瑶海是我国遥感卫星领域学术带头人之一，任我国新一代极轨和静止轨道气象卫星总设计师，长期工作在卫星研制研发一线，主持攻克了高精度遥感卫星总体、高性能遥感卫星公用平台等多项瓶颈技术，建设和完善了我国定量遥感卫星研制研发体系。获国家科技进步一等奖1项、国家科技进步二等奖1项、国防科技进步特等奖1项，出版学术著作2部，授权发明专利30余项，发表论文20余篇。

内容简介 2序 3前 言 4目 录 6第1章 绪论 91.1 概念与内涵 91.2 航天器热变形控制研究的重要意义 101.3 航天器热变形控制国内外研究现状 121.3.1 热变形仿真分析技术 121.3.2 热变形被动控制技术 131.3.3 热变形在轨测量技术 141.3.4 热变形主动控制技术 161.3.5 热变形试验验证技术 191.4 航天器热变形控制研究的主要方向 201.5 航天器热变形控制研究体系 231.6 本书的主要内容 25第2章 航天器热变形对卫星性能影响 262.1 概述 262.2 光学类卫星热变形性能评价 262.3 微波类卫星热变形性能评价 292.4 本章小结 33第3章 热变形仿真分析方法 343.1 概述 343.2 轨道外热流分析 363.2.1 轨道外热流分析基本理论 363.2.2 轨道外热流分析实例 383.3 温度场分析 393.3.1 温度场分析基本理论 393.3.2 热分析模型简化方法 413.3.3 热分析流程 413.3.4 温度场分析实例 423.4 机热一体化分析方法 493.4.1 机-热一体化设计分析方法流程 493.4.2 机-热一体化设计分析理论 503.4.3 机热一体化仿真分析关键点 533.5 热弹性分析 543.5.1 理论基础 543.5.2 蜂窝夹层板等效理论研究 573.5.3 星载天线在轨热变形分析结果 653.6 影响分析 693.6.1 型面精度和指向精度 693.6.2 光学分析 703.6.3 二次反射面天线分析 713.7 本章小结 72参考文献 72第4章 热变形被动控制方法 744.1 概述 744.1.1 基于低膨胀材料的热变形控制 744.1.2 基于连接技术的热变形控制 754.2 典型航天器热变形被动控制需求 764.3 复合材料结构的“零膨胀”设计 774.3.1 复合材料单层板的热膨胀系数 774.3.2 复合材料层合板的热膨胀系数 784.3.3 复合材料结构“零膨胀”设计 794.4 天线反射面型面热变形控制 804.4.1 影响天线型面精度的主要因素分析 804.4.2 支撑桁架结构热膨胀系数优化 834.4.3 天线反射面结构热膨胀系数优化 894.5 高精度星敏安装结构指向热变形控制 964.6 本章小结 101参考文献 101第5章 热变形在轨测量 1045.1 概述 1045.2 在轨测量技术国内外研究现状 1045.2.1 在轨大型天线测量现状 1045.2.2 在轨载荷指向测量现状 1075.3 在轨测量系统 1075.3.1 测量对象与方法 1085.3.2 测量系统组成 1105.3.3 测量数据处理 1125.3.4 测量误差抑制 1165.4 高精度天线型面在轨测量 1175.4.1 基于摄影测量的在轨大型天线阵面测量 1175.4.2 基于激光-PSD的在轨大型天线阵面测量 1345.4.3 小结 1435.5 高精度天线位姿在轨测量 1435.5.1 基于激光扫描的天线位姿在轨测量 1445.5.2 基于拼缝测量的大型拼接天线位姿测量 1495.5.3 小结 1555.6 高精度载荷指向在轨测量 1555.6.1 基于自准直仪的指向测量 1565.6.2 其他角度变形测量方案 1765.6.3 小结 1785.7 本章小结 178参考文献 179第6章 热变形主动控制方法 1816.1 概述 1816.2 热变形主动控制需求 1816.3 国内外研究情况 1826.3.1 大型空间可展开网状天线的高精度形状控制 1826.3.2 机械式在轨可重构天线的高精度形状控制 1856.3.3 空间相机变形镜的高精度形状控制 1876.3.4 可展开拼接式空间主反射镜的高精度面形控制 1906.3.5 小结 1946.4 热变形主动控制方法 1946.4.1 独立结构位姿控制 1946.4.2 拼接式阵面控制 2036.4.3 连续阵面控制 2056.5 典型作动装置 2306.5.1 惯性式压电作动 2306.5.2 旋转式压电作动 2336.5.3 直驱型压电作动器 2346.5.4 尺蠖式压电作动器 2356.6 本章小结 236参考文献 236第7章 热变形试验方法 2387.1 概述 2387.2 国内外研究现状 2387.2.1 国内研究现状 2387.2.2 国外研究现状 2447.3 热变形试验技术 2477.3.1 温度场模拟与温控技术 2487.3.2 高精度热变形测量技术 2507.3.3 数据分析与误差评估技术 2567.3.4 热变形模型修正与在轨预示技术 2577.4 组部件级高精度载荷结构热变形试验 2587.4.1 温度加载与精密温控 2587.4.2 高精度指向测量方法 2607.4.3 某卫星星敏感器支架热变形试验案例 2647.5 整星级分系统级热变形试验 2687.5.1 温控系统 2697.5.2 高精度大阵面微变形测量系统 2697.5.3 某卫星星载天线热变形试验案例 2707.6 本章小结 278参考文献 278