陶家生，林骁雄，钟红仙，王浩攀

（中国空间技术研究院 通信与导航卫星总体部，北京 100094）

0 引言

为了尽可能确保GEO 卫星的发射成功，不应忽视其在转移轨道段的潜在热风险。热控除了应保证卫星平台处于规定的工作温度外，也应保障卫星的结构精度。对于高价值的大型卫星，应对潜在的风险因素进行必要的分析研究。

本文以大型GEO 通信卫星为例，开展卫星平台热分析。首先对大型通信卫星平台的构型进行简单归纳，将归纳出的一般性构型作为研究对象；然后采用有限元分析方法，研究在假定不利条件下，5 种典型热状态下的平台热分布。

1 大型通信平台的共性结构与构型

GEO 通信卫星作为一类重要卫星，主要有欧洲的Astrium 平台的通信卫星（图1 为2020 年发射的Ka 波段W6A 通信卫星），美国的柔性太阳翼通信卫星，俄罗斯的“快讯”-AM8 通信卫星，印度的GSAT-6 通信卫星，以及中国的“亚太九号”“东方红四号”通信卫星等。这些大型通信卫星平台大都采用长方体构型，为了提高结构重量效率，其主要结构普遍采用复合材料，如铝合金蒙皮铝蜂窝复合材料、碳蒙皮铝蜂窝复合材料等。在利用有限元分析方法进行结构热分析时，复合材料的采用增加了卫星平台热性能预示的复杂度，故为了提高分析效率一般采用壳单元表征舱板结构，但这一方法忽略了舱板厚度方向的热梯度。为此，本文的有限元分析中采用3D 舱板，能更好地预示热分布对卫星结构精度的影响，为卫星机构运动顺利与否、搭接零部件的可靠与否等提供分析依据，也作为进一步的热变形分析以及力热综合变形分析的基础条件。……