清华大学学报(自然科学版)

作者：卫剑征, 张义, 侯一心, 谭惠丰

单位：1. 哈尔滨工业大学 特种环境复合材料技术国家重点实验室, 哈尔滨 150080;<br>2. 哈尔滨工业大学 复合材料与结构研究所, 哈尔滨 150080;<br>3. 中国电子科技集团公司 光电研究院, 天津 300308

关键词：离轨,充气展开,薄膜球,折叠,增阻

基金：航天进入减速与着陆技术实验室开放基金项目（EDL19092121）\r\n

增阻式离轨是避免小卫星失效后产生空间碎片的高效方式之一。该文针对充气展开增阻薄膜球的离轨问题，首先，给出了充气展开薄膜球的全向增阻设计方案，提出了闭合三维球面变形收缩为紧致星型与星瓣Z型融合折叠方法，经零线宽与变厚度折叠形成密实立方体状；其次，基于小挠度球壳变形假设，分析了增阻薄膜球在极限高度200 km下受到最大气阻力时其球面的失稳临界压力，对比在室温和高温条件下薄膜球的临界压力变化，通过真空环境箱进行试验验证；最后，分析了不同碎片面质比与增阻薄膜球直径对离轨时间的影响关系。结果表明：聚酰亚胺薄膜球可作为空间碎片的全向增阻离轨设计的球状结构，随着球体直径的增大，其临界压力呈指数型下降；在相同的轨道高度，碎片的面质比越大，离轨时间越短；在相同的面质比条件下，碎片的轨道高度越高，离轨时间越长。

来源：2023年第3期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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