当航天器对太阳能电池阵展开帆板的重量和体积有很高的要求时,柔性的太阳能电池阵帆板将会是一个很好的选择
第一个应用在太空的太阳翼帆板于1958年3月17日随美国“先锋-1”卫星发射升空,上面贴有效率为10%的太阳能电池,输出功率不超过1W[5]。经过50多年的发展,太阳翼帆板的供电能力已从不到1W发展到现在的超过75000W,从简单的整星体装构型发展到现在比较复杂的展开构型[18]。国外太阳电池阵帆板的结构,演变过程大致是从体装式发展到单板展开构型,再到现在比较复杂的多板展开以及柔性展开构型[6]。
1)单板展开的太阳能电池阵帆板
单板展开形式的太阳能电池阵帆板,即将一块贴有电池片的刚性帆板,在卫星发射时紧紧地压在卫星本体一边的侧壁上,在微纳卫星进入轨道后利用展开机构展开太阳能电池阵帆板,并调整姿态,使贴有太阳电池片的一侧向着太阳,这样电池片的利用率得到提高。单板形式的太阳能电池阵展开帆板制造比较简单、可靠性高,但是功率输出小。适用对象仅为微纳卫星或者小型卫星上。
2)多板展开形式的太阳能电池阵帆板
随着航天器功率需求的提高,多板形式的太阳能电池阵展开帆板更加普遍应用于航天器上。大多数展开式太阳能帆板都是由蜂窝板制成的,在蜂窝板的表面贴上太阳能电池片。在发射阶段,用合页将太阳能电池阵展开帆板和卫星本体连接在一起,然后将太阳能电池阵展开帆板收拢压紧在卫星的侧壁上。进入轨道后,太阳能电池阵展开帆板通过合页和阻尼器的共同作用在一定速率下按照预定的顺序进行展开。
3)大面积柔性的太阳能电池阵帆板
当航天器对太阳能电池阵展开帆板的重量和体积有很高的要求时,柔性的太阳能电池阵帆板将会是一个很好的选择,其优点是收拢状态时体积比较小、展开面积大、重量轻。柔性的太阳能电池阵帆板已经得到了广泛的运用。