【会议通知】“ Engineering大讲堂：可展开结构和大尺度天线” 将于3月30日召开
【会议通知】“ Engineering大讲堂：可展开结构和大尺度天线” 将于3月30日召开
engineering2015
《Engineering》是中国工程院院刊主刊，工程类综合性期刊，旨在为全球提供一个高水平的工程科技重大成果发布交流平台，报道全球工程前沿，促进工程科技进步，服务社会、造福人类。中国科技期刊卓越行动计划领军期刊。 中英文出版，全文开放获取。
随着空间技术的不断发展及在移动通信、深空探测等方面的应用深入，可展开结构发挥着越来越重要的作用。空间与地基大尺度天线作为可展开结构领域的主要发展趋势，已经成为各国航天技术竞争的焦点，中国工程院将“空间大型可展开天线”列为机械与运载领域的“ 2020 十大全球工程研究前沿 ” 。目前，我国已开展多种形式不同口径的可展开结构在轨与地面应用，然而面对结构口径尺寸的增大，其技术难度和复杂度急剧增加，需采用新的方法和手段进一步探索未来构建大型可展开结构的有效途径。本次大讲堂特邀请四位专家就可展开结构和大尺度天线等相关技术与进展进行介绍和讨论。
会议时间：
2023年3月30日 19:30–21:10
Engineering-工程 视频号
会议主持人：
韦学勇 西安交通大学 教授
Engineering 机械与运载学科 执行主编
专家学术报告：
19:30 –19:50 | 中国空间可展开结构：进展与趋势
马小飞 中国航天科技集团公司 中国空间技术研究院西安分院 研究员
报告摘要： 空间可展开结构技术是解决大尺寸航天器结构与火箭发射包络限制之间矛盾的主要手段。进入轨道后，空间可展开结构从整流罩中释放、展开并定位。自上世纪90年代以来，在载人航天、探月工程、火星探测、大型太空望远镜、高分辨率对地观测等国家重大工程的需求牵引下，我国可展开空间结构技术取得了长足的进步。随着通信、遥感、导航卫星、深空探测技术的发展，空间可展开结构已经成为空间科学和技术的前沿研究课题。报告总结了中国空间可展开结构的研究现状和发展趋势，包括：空间大型可展开天线、空间太阳能阵列、深空探测用可展开结构等。从可展开机构设计、可展开结构索膜找形方法、动力学分析、环境适应性分析和验证、在轨型面调整等角度阐述了空间可展开结构的关键技术。最后介绍了可展开天线、太阳能阵列、可展开机构以及在轨组装和建造等领域的未来技术发展和趋势。
文章链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095809922003642
19:50–20:10 | 空间可展机构大型化与轻量化设计方法研究
郭宏伟 哈尔滨工业大学 教授
报告摘要： 航天器机构需求迫切，尺度达数十米甚至上百米，大尺度航天器机构面临模块化构型设计、展开驱动、轻量化设计的技术挑战。课题组针对大尺度航天器机构“收得小、展得开、撑得稳”的需求开展了单元构型综合、分布式高效驱动、索杆张拉刚度增强、薄膜无铰链展开机构等方面的研究。本报告首先介绍了可展机构胞元构型综合与拓扑描述方法与大尺度航天器机构胞元拓扑式构建方法及复杂多环路机构等价自由度计算方法。其次，介绍了考虑构件柔性的电机-弹簧驱动优化配置方法与轻质弹性伸杆、动力拖曳式等新式展开驱动机构，为空间大型航天器机构的展开驱动提供借鉴。然后，提出了基于最小能量法的柔索张拉布局及其预应力优化设计方法，阐明了结构刚度与预应力的映射关系、柔索与杆件力学参数匹配关系。最后，基于应力叠加法建立了空间大型薄膜应力场及动力学分析模型，揭示了薄膜褶皱的产生机理，提出了基于折纸原理的薄膜折叠方法与弹性伸杆无铰链展开驱动装置，实现大型薄膜结构的无铰链展开与收拢。
20:10–20:30 | 折展多面体
陈焱 天津大学 教授
报告摘要： 多面体变换是一个很有趣的数学问题，但通过机构运动学理论来实现两种规则多面体之间的单自由度变换却具有挑战性。现有的可折展多面体机构多数是将平面机构或空间机构运动链嵌入至多面体的棱边和表面处，而引入折纸机构的构建策略却很少见。为此，我们提出了空间多约束机构的空间拓扑协调排布准则与折展多面体的设计方法、基于三重对称折纸同步机构构建出了一系列单自由度径向折展的折纸多面体机构、以及折纸剪纸并存的少自由度多面体折展设计等几大类方法。为航天器、月球基地等大型空间三维结构的折展提高了理论基础和技术方案。
20:30–20:50 | 大尺度地基天线性能提升的几点思考
连培园 西安电子科技大学 副教授
报告摘要： 大尺度地基天线是深空探测、射电天文领域的关键设备，为了探测更暗弱天体和接收更遥远信号，需要天线有更大范围接收面积和高灵敏度探测能力，从而导致大尺度天线自重动辄上千吨，结构柔性特征明显，且对复杂服役环境因素更为敏感，结构变形导致天线高的形面精度要求极难实现，不仅是结构设计难，服役后的性能保障也难。本报告将介绍地基大尺度天线的目前发展现状以及关于性能提升的一些思考，为我国未来地基大尺度天线的发展提供思路借鉴。
20:50–21:10 | 交流讨论
专家介绍
马小飞
马小飞，航天五院首席研究员，博士生导师，俄罗斯宇航科学院院士，中国航天科技集团学术带头人，是我国星载大型网状天线技术领域的团队负责人，现任航天五院西安分院空间天线技术研究所副所长。曾入选国家级科技创新领军人才、国家级青年拔尖人才、科技部中青年科技领军人才、陕西省科技创新领军人才。分别担任了中国振动工程学会航天器振动与控制专委会副主任、陕西省机械工程学会副理事长，西安交通大学、哈尔滨工业大学、北京航空航天大学、南京航空航天大学兼职教授。 长期从事空间可展开结构和星载产品结构设计与分析技术研究，主持研制了我国最大直径的星载网状天线和第一个大型空间射电望远镜。 近年来，先后主持了中央军委基础加强计划重点项目、工信部基础科研项目、国家自然科学基金联合基金重点项目、国家级重点卫星型号任务等20余项课题。 在 Engineering 、AIAA Journal、中国科学、机械工程学报等国内外权威期刊及重要国际学术会议上发表学术论文100余篇，出版译著1部，即将出版专著1部，获授权中国发明专利70余项。 获得了2项国家级荣誉和8项省部级科技奖励，包括全国向上向善好青年、中国科协求是杰出青年奖、陕西省道德模范、军队科学技术进步一等奖、陕西省科学技术发明一等奖、中国航天“十大技术突破”奖、中国质量协会质量技术一等奖等。
郭宏伟
郭宏伟，哈尔滨工业大学长聘教授、博士生导师；获某部委卓越科学基金项目、入选国家级高层次人才计划。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、军委科技委项目等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、先进武器型号等重大工程；获国家技术发明二等奖1项、黑龙江省技术发明一等奖3项、国防科技进步一等奖2项；获黑龙江省青年科技奖；出版学术专著1部，发表SCI/EI论文100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。
陈焱
陈焱，天津大学机械工程学院讲席教授、基金委杰青、英国牛津大学博士、“机构理论与装备设计”教育部重点实验室常务副主任、英国机械工程师学会会士、国际机构学与机器科学联合会中国委员会副主席。研究方向以机构理论为核心，在机构学、力学和结构工程等多学科的交叉领域，重点研究了机构运动学、折展结构与超材料的基础理论，及其在空间展开结构、机器人、结构型材料等方面的工程应用，形成了较为完整的机构理论与结构设计交叉融合的科研体系。近五年的研究工作聚焦空间机构、折展结构、刚性折纸与厚板折纸等效运动学模型、机构超材料的综合设计和机械智能机器人设计等。已发表SCI期刊论文60余篇，其中主要代表作发表在 Science 、 Nature Communications 、PNAS、AFM、 Research 、 Engineering ，并在机构学顶级期刊 Mechanism and Machine Theory 发表论文22篇；授权中国发明专利10余项、国际发明专利3项；出版英文学术专著2部。先后主持参与科研项目20余项，主要包括国家自然科学基金杰青、优青和重点项目，科技部国际科技合作与交流专项、重点研发项目课题。先后获得腾讯科学探索奖、第十六届中国青年科技奖。入选中组部万人计划—中青年科技创新领军人才、天津市杰出人才、国务院政府特殊津贴专家、2019年全国三八红旗手。
连培园
连培园，西安电子科技大学机电工程学院副教授，工学博士，主要从事电子装备机电耦合、多学科优化设计、服役性能保障等研究。发表学术论文30余篇，授权发明专利20余项，出版专著1部，主持国家重点研发计划子课题、国家自然科学基金面上/青年项目、行业课题等12项，参与科技部973项目和国家自然科学基金重大项目，曾作为技术骨干前往我国在阿根廷的地面测控站开展为期一个多月的工程实施，成果已应用于火星探测地面测控系统、车载反隐身雷达、QTT射电望远镜等工程中。以第一完成人获陕西省技术发明二等奖，以第二完成人获陕西省高等学校科学技术一等奖和陕西省电子学会技术发明二等奖，担任国际期刊 Micromachines 客座编辑、陕西省电子学会电子机械与工业设计专委会秘书、中国电子学会2021年全国机械电子学术会议大会秘书等。