展开式月球基地热防护结构方案研究 - bob手机在线登陆

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

展开式月球基地热防护结构方案研究

徐彦,郑耀,匡松松,周盛

文章导航> 深空探测学报(中英文）> 2016> 3(2): 168-174

徐彦, 郑耀, 匡松松, 周盛. 展开式月球基地热防护结构方案研究[J]. 深空探测学报(中英文）, 2016, 3(2): 168-174. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.02.012

引用本文:

徐彦, 郑耀, 匡松松, 周盛. 展开式月球基地热防护结构方案研究[J]. 深空探测学报(中英文）, 2016, 3(2): 168-174.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2016.02.012

XU Yan, ZHENG Yao, KUANG Songsong, ZHOU Sheng. Conceptual Design of Flexible Thermal Protect Structure for Deployable Lunar Habitats[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2016, 3(2): 168-174. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.02.012

Citation:

XU Yan, ZHENG Yao, KUANG Songsong, ZHOU Sheng. Conceptual Design of Flexible Thermal Protect Structure for Deployable Lunar Habitats[J].Journal of Deep Space Exploration, 2016, 3(2): 168-174.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2016.02.012

展开式月球基地热防护结构方案研究

doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2016.02.012

1.
浙江大学航空航天学院, 杭州 310027
2.
中航工业洪都660导弹设计研究所, 南昌 330024

Conceptual Design of Flexible Thermal Protect Structure for Deployable Lunar Habitats

1.
School of Aeronautics and Astronautics, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China
2.
660 Missile Design Institute, Hongdu Aviation Industry Group LTD., Nanchang 330024, China

摘要:建设月球基地是人类探测、开发和殖民外太空的第一步,也是最重要的一步。设计了一种新型的展开式月球基地方案,由空间可展开桁架结构与柔性热防护层合薄膜组成。设计了可展开桁架结构的9组拓扑方案和层合薄膜的7组设计方案,进行结构设计方案和强度、刚度与稳态热分析,确定最优的设计方案。针对展开式月球基地的最优设计方案,分析了整体结构性能,包括静力分析、模态分析及3种工况下的稳态热分析。分析结果表明:所设计的最优方案具有较好的结构力学性能和热防护性能,为月球基地的方案选型、结构设计与热防护系统设计提供了技术支持。
- 展开式桁架结构/
- 展开式月球基地/
- 柔性热防护/
- 结构性能分析
Abstract:Constructing lunar habitats is the first and the most important step to explore, exploit and colonize the outer space. A novel deployable lunar habitat concept is designed in the paper. The habitat structures consists of the spatial deployable truss and the flexible thermal protection laminated membrane. The structural design schemes were analyzed and compared. Nine topological schemes of the spatial deployable truss and seven designing schemes of the laminated membrane are presented. The optimal scheme was determined after strength analysis, stiffness analysis and steady thermal analysis were performed. Structural performances of the optimal design scheme for deployable lunar habitats were analyzed including static analysis, modal analysis and steady thermal analysis of three load cases. The analysis results indicates that structural performances and thermal protect performances of deployable lunar habitats are perfect. Then the technology support for scheme selection, structural design and TPS design was provided.
- deployable lunar habitats/
- deployable truss structures/
- FTPS/
- structural performance analysis

[1]	叶培建,肖福根.月球探测工程中的月球环境问题[J]. 航天器环境工程,2006,23(1):1-11.Ye P J,Xiao F G. Issues about lunar environment in lunar exploration project[J]. Spacecraft Environment Engineering,2006,23(1):1-11.
[2]	关富玲,徐彦,郑耀.充气可展开结构技术在空间探索领域中的应用[J]. 载人航天,2009(4):40-48.Guan F L,Xu Y,Zheng Y. Applications of inflatable structure technology for space exploration[J]. Manned Spaceflight,2009(4):40-48.
[3]	Walter E B,Nathaniel J M,Paul G F,et al. Aerothermal ground testing of flexible thermal protection systems for hypersonic inflatable aerodynamic decelerators[C]//The 9th International Planetary Probe Workshop,16-22 June 2012. Toulouse,France:[s. n.],2012.
[4]	Smith B P,Glark I G,Braun R D. Thermal,structural,and inflation modeling of anisotensoid supersonic inflatable aerodynamic decelerator[C]//IEEE AC paper #1312,Version 4.[S. l.]:IEEE,2011:1-16.
[5]	Hinkle J,Lin J K H,Watson J. Deployment testing of an expandable lunar habitat[C]//AIAA SPACE 2009 Conference & Exposition. California:AIAA,2009:1-9.
[6]	于登云,葛之江,王乃东,等.月球基地结构形式设想[J]. 宇航学报,2012,33(12):1840-1844.Yu D Y,Ge Z J,Wang N D,et al. Supposal for structure form of lunar base[J]. Journal of Astronautics,2012,33(12):1840-1844.
[7]	徐彦,郑耀,关富玲.充气式月球基地防护结构技术综述[J]. 载人航天,2014,20(4):359-366.Xu Y,Zheng Y,Guan F L. Review of protection structure technology for inflatable lunar habitats[J]. Manned Spaceflight,2014,20(4):359-366.
[8]	张鹏飞,梁龙,陶积柏,等. 深空环境下热防护材料的研究及应用进展[J]. 深空探测学报,2016,3(1):77-82.Zhang P F,Liang L,Tao J B,et al. Research and development of thermal protection materials applied in deep space exploration[J]. Journal of Deep Space Exploration,2016,3(1):77-82.
[9]	Del Corso J A,Bruce W E,Liles K A,et al. Thermal analysis and testing of candidate materials for PAIDAE inflatable aeroshell[R]. USA:AIAA,2009.

[1]	薛鹏聪, 刘铖, 水小平.基于ANCF的薄膜太阳帆自旋展开动力学模拟. 深空探测学报(中英文）, 2022, 9(2): 217-229.doi:10.15982/j.issn.2096-9287.2022.20220004
[2]	梅洪元, 包为民, 于登云, 刘鹏跃, 王友善, 潘文特, 陈禹, 李佳阳, 高懿婷, 费腾.关于未来月球基地建筑方案的构想. 深空探测学报(中英文）, 2022, 9(6): 553-559.doi:10.15982/j.issn.2096-9287.2022.20210061
[3]	任天鹏, 路伟涛, 孔静, 谢剑锋, 韩松涛, 王美, 满海钧, 牛东文, 刘河山, 周之金.“嫦娥五号”深空干涉测量性能分析. 深空探测学报(中英文）, 2021, 8(6): 572-581.doi:10.15982/j.issn.2096-9287.2021.20210055
[4]	黎彪, 张从发, 盛聪, 樊俊峰, 刘冬.“天问一号”火星次表层雷达展开机构设计. 深空探测学报(中英文）, 2021, 8(2): 1-6.doi:10.15982/j.issn.2096-9287.2021.20200089
[5]	杨瑞生, 陈友伟, 王婧超, 丛延.商业化液体火箭箭体结构低成本快捷制造技术. 深空探测学报(中英文）, 2021, 8(1): 70-79.doi:10.15982/j.issn.2096-9287.2021.20200008
[6]	骆洪志, 郭彦明, 吴会强.直径五米大型箭体结构设计与优化. 深空探测学报(中英文）, 2021, 8(4): 380-388.doi:10.15982/j.issn.2096-9287.2021.20210021
[7]	辛鹏飞, 吴跃民, 荣吉利, 危清清, 刘宾, 刘鑫.月面探测器圆形薄膜太阳翼展开动力学建模与分析. 深空探测学报(中英文）, 2020, 7(3): 255-263.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2020.20191128005
[8]	鄢青青, 刘卫, 满剑锋, 朱玛, 周东, 刘学.火星车转移坡道机构展开策略分析与验证. 深空探测学报(中英文）, 2020, 7(5): 445-449.doi:10.15982/j.issn.2096-9287.2020.20200041
[9]	赵威, 崔建伟, 张焘, 张维维, 刘国斌, 王敏.重型运载火箭扩张结构失效行为分析. 深空探测学报(中英文）, 2020, 7(3): 311-318.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2020.20200325012
[10]	马超, 刘卫, 满剑锋, 刘飞, 潘秋月, 陈明, 姜生元.火星车双向抽展式转移坡道展开原理及特性分析. 深空探测学报(中英文）, 2019, 6(6): 561-569.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2019.06.007
[11]	陈国辉, 华岳, 王波, 郑士昆, 肖勇, 马小飞, 张爱兵, 陈岚.“嫦娥4号”中继星伞状可展开天线设计与验证. 深空探测学报(中英文）, 2018, 5(6): 524-530.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2018.06.004
[12]	任德鹏, 李青, 许映乔.月球基地能源系统初步研究. 深空探测学报(中英文）, 2018, 5(6): 561-568.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2018.06.009
[13]	袁勇, 赵晨, 胡震宇.月球基地建设方案设想. 深空探测学报(中英文）, 2018, 5(4): 374-381.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2018.04.008
[14]	黄倩, 王太茂, 赵健楠, 孟治国.“嫦娥4号”月球背面着陆区月壳及深部结构特征. 深空探测学报(中英文）, 2018, 5(1): 41-49.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2018.01.006
[15]	郭弟均, 刘建忠, HEADW.James, 李帅, POTTERW.K.Ross, 林红磊.月球阿波罗盆地区域月壳结构及光谱特征. 深空探测学报(中英文）, 2018, 5(5): 488-494.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2018.05.013
[16]	詹亚锋, 解得准.BCH（63，56）性能分析及仿真. 深空探测学报(中英文）, 2017, 4(4): 385-389.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2017.04.012
[17]	常汉江, 王碧, 罗凯, 田强, 胡海岩.模块化桁架索网天线找形与展开动力学研究. 深空探测学报(中英文）, 2017, 4(4): 325-332.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2017.04.003
[18]	于登云, 张玉花, 褚英志, 李昊, 王建炜, 杜冬.深空探测器模块化结构动力学研究. 深空探测学报(中英文）, 2016, 3(3): 268-274.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2016.03.011
[19]	张鹏飞, 梁龙, 陶积柏, 董薇, 宫顼, 张玉生, 黎昱.深空环境下热防护材料的研究及应用进展. 深空探测学报(中英文）, 2016, 3(1): 77-82.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2016.01.012
[20]	李文潇, AlexanderGUSEV, 平劲松, 张同杰.双层结构月球的自由天平动与受迫天平动. 深空探测学报(中英文）, 2014, 1(3): 205-209.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2014.03.007

WeChat

点击查看大图

计量

文章访问数:2413
HTML全文浏览量:70
PDF下载量:1482
被引次数:0

展开式月球基地热防护结构方案研究

doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2016.02.012

1. 浙江大学航空航天学院, 杭州 310027
2. 中航工业洪都660导弹设计研究所, 南昌 330024

收稿日期:2015-10-25
修回日期:2015-12-20

关键词:

展开式桁架结构/

展开式月球基地/

柔性热防护/

结构性能分析

摘要:建设月球基地是人类探测、开发和殖民外太空的第一步,也是最重要的一步。设计了一种新型的展开式月球基地方案,由空间可展开桁架结构与柔性热防护层合薄膜组成。设计了可展开桁架结构的9组拓扑方案和层合薄膜的7组设计方案,进行结构设计方案和强度、刚度与稳态热分析,确定最优的设计方案。针对展开式月球基地的最优设计方案,分析了整体结构性能,包括静力分析、模态分析及3种工况下的稳态热分析。分析结果表明:所设计的最优方案具有较好的结构力学性能和热防护性能,为月球基地的方案选型、结构设计与热防护系统设计提供了技术支持。

English Abstract

徐彦, 郑耀, 匡松松, 周盛. 展开式月球基地热防护结构方案研究[J]. 深空探测学报(中英文）, 2016, 3(2): 168-174. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.02.012

引用本文:

徐彦, 郑耀, 匡松松, 周盛. 展开式月球基地热防护结构方案研究[J]. 深空探测学报(中英文）, 2016, 3(2): 168-174.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2016.02.012

XU Yan, ZHENG Yao, KUANG Songsong, ZHOU Sheng. Conceptual Design of Flexible Thermal Protect Structure for Deployable Lunar Habitats[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2016, 3(2): 168-174. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2016.02.012

Citation:

XU Yan, ZHENG Yao, KUANG Songsong, ZHOU Sheng. Conceptual Design of Flexible Thermal Protect Structure for Deployable Lunar Habitats[J].Journal of Deep Space Exploration, 2016, 3(2): 168-174.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2016.02.012

全文HTML

参考文献 (9)

/

下载: 全尺寸图片幻灯片

分享

用微信扫码二维码

分享至好友和朋友圈

返回