[发明专利]一种单蒙皮格栅加强背筋高精度反射器

说明书

本发明涉及一种单蒙皮格栅加强背筋高精度反射器。本发明包括蒙皮和格栅加强背筋。所述的蒙皮下表面与格栅加强背筋连接，蒙皮上表面作为反射面；蒙皮为抛物面压板，格栅加强背筋沿蒙皮下表面分布，蒙皮与格栅加强背筋均采用零膨胀复合材料。本发明能够满足超高微波反射器对于反射面热变形RMS值小于等于10μm要求。相对于常规碳纤维复合材料蜂窝夹层结构反射器能够显著的降低热变形数值；相对于常规碳纤维复合材料双曲面格栅夹芯结构，本去除了一层蒙皮并采用了零膨胀材料，在保证热变形满足要求的同时，降低反射器的质量。

技术领域

本发明属于航天反射器技术领域，涉及一种单蒙皮格栅加强背筋高精度反射器。

背景技术

随着卫星技术的发展，星载超高频微波反射器在卫星通讯及遥感观测中的使用频率越来越高。卫星在轨时，由于太阳辐照、地球对太阳光的反射以及地球红外辐射等外热流会随时间变化，卫星反射器在轨运行过程中会经历较大的温差变化，因此需减少反射器的在轨热变形，以满足反射面电性能的要求。反射器电气性能一般要求反射器型面精度(RMS值)不超过工作频段微波波长的五十分之一，因此，空间超高频遥感反射器(工作频段100GHz-600GHz)要求其反射面RMS≤10μm。

星载超高频微波反射器的反射面多为由碳纤维复合材料制成的抛物面结构，一般采用如图1(a)所示的蜂窝夹层结构和如图1(b)所示的双曲面格栅夹芯结构两种形式。

常规碳纤维复合材料蜂窝夹层结构由上下蒙皮、胶膜和六边形蜂窝构成，其中蒙皮材料一般为高模量碳纤维/树脂复合材料，蜂窝一般有铝蜂窝和Nomex蜂窝两种。从现有研究结果总结得出，1.2m口径的蜂窝夹层结构反射器热变形达到几十微米量级，因此蜂窝夹层结构存在热变形较大的缺点，不适用于对反射面型面精度要求较高的反射器结构；常规碳纤维复合材料双曲面格栅夹芯结构由上下蒙皮和格栅加强筋构成，现有研究表明双曲面板格栅夹芯结构虽然热变形较小，但有质量较重的缺点。

因此提出本发明一种质量小且抗热变形强的适合高精度反射器结构的反射器。

发明内容

本发明的目的就是提供一种单蒙皮格栅加强背筋高精度反射器。

本发明包括蒙皮和格栅加强背筋。所述的蒙皮下表面与格栅加强背筋连接，蒙皮上表面作为反射面；蒙皮为抛物面压板，格栅加强背筋沿蒙皮下表面分布，蒙皮与格栅加强背筋均采用零膨胀复合材料。

进一步的，所述的蒙皮为沿经线对称抛物面。

所述的格栅加强背筋由与抛物面经线平行的零度平行格栅、与零度平行格栅呈-60°角的-60°平行格栅和与零度平行格栅呈60°角的60°平行格栅组成；格栅加强背筋与蒙皮连接侧面心同蒙皮面心重合。

作为优选，所述的反射面采用偏馈抛物面，工作温度为-125℃～+125℃。

所述的蒙皮和格栅加强背筋粘连。

所述的零膨胀材料沿平面内各向热膨胀系数≤0.5×10^-7/℃。

所述的抛物面为：抛物线x²＝26000z绕中心轴Z旋转成的抛物面，在x轴上距离旋转中心7100mm处用半径R＝1820mm的圆柱截取的抛物面部分。

所述的蒙皮与格栅加强背筋均由高温固化而成。

本发明能够满足超高(100GHz-600GHz)微波反射器对于反射面热变形RMS值小于等于10μm要求。本发明相对于常规碳纤维复合材料蜂窝夹层结构反射器能够显著的降低热变形数值(1.2m口径反射器热变形RMS值从几十微米到十微米以下)；相对于常规碳纤维复合材料双曲面格栅夹芯结构，本发明创新性的去除了一层蒙皮并采用了零膨胀材料，在保证热变形满足要求的同时，能够降低反射器的质量。本发明的热变形特性使之能够应用于卫星通讯、遥感观测等星载超高频微波反射器，有广泛的应用前景。