殷茂淑 杨广 王训春 范斌 姜德鹏 杨洪东

(上海空间电源研究所,物理电源事业部,上海 200245)

空间太阳电池阵是卫星的唯一供电来源,其在轨服役期间所受的力学作用将直接影响卫星的正常工作,因此研究空间太阳电池阵的应力应变规律具有重要意义.本文自主研制了空间太阳电池阵应变测试系统,该系统可监测空间太阳电池阵在模拟真空热循环温度场环境下的应变规律.研究结果表明,空间太阳电池阵在高温发生压缩形变,低温发生拉伸形变.相同测试条件自由电池和粘接电池最大应变总量分别为1270 和1320 µε.此外,空间太阳电池片中心区域应变值比边缘区域高113%.空间太阳电池片断裂应变值为2080 µε.本研究为空间太阳电池阵抗力学性能研究提供了技术支撑.

1 引言

卫星探测器在人类科技进步、探索外太空等科技发展中发挥着重要作用.太阳电池阵是卫星的唯一供电来源,对卫星在轨开展科学研究至关重要[1−5].在轨卫星太阳电池阵面临空间各种极为恶劣的力学环境[6],如低地球轨道每天近20 次由173—373 K的真空高低温冷热交变.而太阳电池阵是由十几种结构胶接构成的复合材料体,这对太阳电池阵在极端环境下的抗力学性能提出了严格要求[7−13].由于空间太阳电池片不具备可维护性,若在轨太阳电池片发生机械碎裂情况极易引发卫星功率输出降低等问题[14].因此,研究空间太阳电池阵在多应力场条件下的应力应变问题迫在眉……