高稳定碳纤维格栅夹层反射器结构设计及型面热变形优化

张尉博¹，张琦¹，徐宏涛¹，鞠博文¹，涂家祎²，顾轶卓²

1. 上海复合材料科技有限公司技术发展部2. 北京航空航天大学材料科学与工程学院

摘 要：为控制星载反射器在轨运行期间的型面热变形,本文以一口径为1.2 m的抛物面反射器为研究对象,设计出一种制造工艺简单的高稳定碳纤维格栅夹层结构。首先,建立预测型面热变形的数值模拟方法,探究格栅芯子的结构参数对型面热变形的影响,以热变形均方根（RMS）为指标优化格栅的结构形式。然后,按照优化后的结构形式制备反射器,采用近景摄影技术测量低温下的型面热变形,验证了数值模拟方法的有效性。最后,研究了上蒙皮表面的树脂修型膜对型面热变形的影响规律。结果表明:优化后的格栅夹层反射器在-80℃～25℃均匀温度场下的型面热变形RMS为4.03μm,满足亚毫米波天线的使用要求;型面热变形RMS随树脂修型膜厚度和线膨胀系数的增加呈线性增加,因此在修型工艺中应严格控制树脂修型膜的厚度并选用低线膨胀系数的树脂。

关键词：格栅夹层;反射器;结构设计;型面;热变形;复合材料;