李媛媛 贾敏涛 王 震 肖燕妮 赵长喜

（北京卫星制造厂有限公司，北京 100094）

文 摘 采用有限元分析软件ABAQUS分析弹性桅杆几何参数对其力学性能的影响，为离轨帆弹性桅杆设计提供一定的理论依据。结果表明：增加壳体厚度、保持弧长不变，减小曲率半径以及增大壳体截面圆心角都能有效提高离轨帆自动展开能力及弹性桅杆支撑刚度；弹性桅杆的弯曲内部应力只与材料属性、曲率半径、缠绕半径以及壳体厚度有关；曲率半径减小、壳体厚度增加都会增大弹性桅杆的弯曲内部应力，有可能会导致弹性桅杆在缠绕时发生塑性变形。因此，在对弹性桅杆设计时，需综合考虑弹性桅杆几何参数对其展开能力以及缠绕性能的影响。

0 引言

随着航天科技的发展，小卫星逐渐成为引领航天技术发展的引擎之一，小卫星数量在最近几年呈爆炸性增长，如果不对这些完成任务的小卫星进行处理，近地轨道上的航天器在未来200年将会比现在超出500%，这将严重威胁到未来的航天活动［1-2］。为了减缓空间碎片的增长，IADC 建议航天器在完成任务后25年内或入轨后30年内应脱离轨道［3］。目前，针对研制成本低、周期短、功能密度大的微小卫星，在设计时增加一个无需消耗推进剂的离轨装置成为一个发展趋势［4-5］。离轨帆主要是在卫星寿命末期，利用自身储存的机械能带动帆面展开，从而提高卫星在轨飞行过程中受到的大气阻力，加快卫星离轨。整个装置质量轻、结构简单、成本低，不耗费燃料，不需要姿态控制，特别适用于近地轨道的微小卫星［6-8］。……