为浓厚航天科学探索氛围,深化师生学术交流互动,提高四川大学空天科学与工程学院研究生专业报国和科研能力,学院面向全校师生组织举办“空天论坛——战略前沿讲坛”系列讲座。2022422日下午14:00,学院特邀哈尔滨工业大学长聘教授、博士生导师郭宏伟教授开展题为“空天飞行器折展机构研究进展与发展展望”的报告,学院副院长蒲伟主持。

郭宏伟教授主要从事空天飞行器折展机构研究,承担国家探月工程、载人航天型号项目、国家自然科学基金重大项目、装备预研课题等20余项,研究成果用于嫦娥五号、高分辨率对地观测及卫星通信等重大航天工程;出版学术专著1部,发表论文100余篇,SCI收录80余篇;获授权国家发明专利70余项。任中国机械工程学会空间机构学专业委员会副总干事、常务委员,国际机构学与机器科学联合会IFToMM中国委员会委员,国家自然科学基金、国家级人才计划评审专家及多个国际期刊审稿专家。


郭宏伟教授讲述空天飞行器折展机构研究进展与发展展望

郭宏伟教授以生活中的折展机构作为切入点深入到空间中的折展机构,以空天飞行器折展机构为主体,介绍了折展机构的应用、研究进展和折展机构设计的思路和方法。首先,空间折展机构在形式上可分为刚性桁架和柔性薄膜,在维度上可分为一维直线型、二维平面型和三维曲面型,郭教授针对折展机构的应用举例展示了美国、日本、俄罗斯等国家在航天卫星天线及大型探测设备的研究成果;其次,郭教授重点介绍了其研究团队关于折展机构设计的思路和方法,研究框架结合了Lie群理论和模块化组网,实现了从基本运动链到单闭环机构单元,最终实现大型折展机构的设计;接着,他介绍了空间伸展臂结构、大型平面天线机构、大口径曲面天线机构和大型薄膜展开机构的结构设计、运动分析与仿真及动力学等相关特性的分析。

空间折展机构的整体研究思路

最后,针对机构设计、分析、研制与试验测试等相关技术在航天工程领域面临的巨大挑战,郭宏伟教授提出通过在轨组装和在轨制造的实现途径,未来的空间折展机构将以“大型化、轻量化、智能化、高刚度和高精度”作为目标不断向前发展。

未来空间折展机构的发展趋势

(图 韩广玲/文 张应奎)