带太阳能帆板的在轨航天器舱段结构设计

　　该结构面向近地轨道在轨航天器的舱内装载与舱外供能场景设计，核心解决圆柱形舱体内部空间利用率不足、舱外供能组件安装匹配的实际工程问题。在航天物流装载、舱内物资排布的实际应用中，传统规整货箱无法适配圆柱形舱体的弧形内壁，容易出现装载间隙大、空间浪费的情况，该舱段内部采用类干墙式的六边形平面平行管道状框格结构，能够让装载单元顺着舱体内壁弧度紧密排布，完全填充舱内可用空间，避免发射阶段及在轨机动时物资出现窜动磕碰，同时这种框格结构不需要额外设置复杂的固定卡扣，装载时直接将对应规格的货格嵌入框格即可完成固定，大幅提升舱内物资装填的作业效率。舱体外部对称布置两组可展开式太阳能帆板，帆板采用标准格状光伏单元排布，

　　安装接口与舱体侧壁的连接支座完全匹配，帆板展开后与舱体轴线保持垂直角度，能够最大化接收太阳辐照面积，为舱内搭载的各类载荷提供持续的电力供给，帆板与舱体的连接部位设置有铰接转动结构，可根据在轨运行的太阳入射角调整帆板朝向，提升发电效率。从设计思路上看，该结构没有采用传统航天器舱内复杂的货架分层设计，而是直接利用六边形框格的结构特性兼顾承载与空间填充，六边形结构本身具备优异的力学稳定性，在承受发射阶段的轴向过载、径向振动时，能够均匀分散载荷，避免局部应力集中导致结构变形，同时框格本身作为舱内的承力结构，不需要额外增设内部支撑梁，能够进一步降低舱体整体结构重量，符合航天设备轻量化的设计要求。外形尺寸方面，舱段主体为等直径圆柱形结构，

　　两组帆板展开后整体横向宽度满足主流运载火箭整流罩的包络尺寸要求，舱段两端设置有标准的对接连接法兰，能够与同系列的其他舱段完成轴向对接，适配不同任务需求下的舱段组合拼接，安装边界上，帆板收拢状态下完全贴合舱体侧壁，整体外轮廓不超出舱体圆柱面的外接圆范围，不会在发射阶段与整流罩内壁发生干涉，舱体侧壁预留的传感器、管路穿装接口位置与内部框格的空隙完全对应，不会出现管线穿装时与内部装载结构干涉的问题。在结构细节上，舱体端部的封头采用半球形曲面设计，能够降低在轨运行时受到的微小空间碎片撞击损伤概率，同时半球形封头的受力特性更优，在承受舱内外压差时能够均匀传递应力，降低结构疲劳风险，内部框格与舱体内壁采用满焊连接方式，连接强度满足发射阶段的振动过载要求，框格的壁厚经过力学仿真优化，在保证承载能力的前提下尽可能减小壁厚，进一步控制整体结构重量。