钱 成，朱伟伟，李 丹，左 易，杨林森，刘 俊，陈粤海，郭宏伟

(1. 四川航天系统工程研究所，成都 610100； 2. 哈尔滨工业大学航空宇航制造工程系，哈尔滨 150080)

1 引言

随着人类对地外星球探测逐步深入，很多航天学者提出了建设地球以外的月球、火星等载人探测基地的设想[1-3]。地外星球探测基地由于有宇航员的介入，首先必须建立地外星球宜居环境以保障宇航员在地外星球极端环境条件下正常生活和工作。

目前宇航员在地外星球生活和工作的密闭环境概念设计主要是舱段结构形式，大致分为组装式和构建式两种，其中组装式是指舱段主体结构的建造在地球上完成，在星球表面完成舱段的组装，根据结构特性又可分为刚性舱段结构和柔性可展开舱段结构方案[4-6]。相比于传统的刚性舱段结构形式，柔性可展开舱段结构具有质量轻、可展开、可扩展、材料利用率高等特点，因此本文以美国Space X公司伸缩式充气舱段TransHab为蓝本,提出一种新型张拉整体式可展舱段方案，对其刚性骨架构型、参数优化等问题进行研究，旨在突破可展舱段刚性骨架折展技术，为我国后续星球基地建设工程提供借鉴。

2 舱段总体方案设计

舱段总体方案设计如图1，舱段由骨架结构(含中央芯柱)、复合蒙皮及舱内设施组成。

图1 舱段月面应用示意图Fig.1 Application of cabin on the Moon

骨架结构作为实现伸缩运动以适应舱段可折展需求的关键，展开过程设计如图2。

图2 舱段骨架展开过程Fig.2 Deployable process of cabin skeleton

3 骨架拓扑结构设计

3.1 双螺旋拓扑结构

作者考量图3所示折纸艺术，认为其质量轻、可展开、可扩展，非常适合用作舱段骨架的主体结构。……