美国SMAP卫星失效的一个可能性分析

• 作者: 凯歌 刘涛 张伟 斯日古楞
• 来源期刊: 科学通报
• 关键词: SMAP卫星 环形桁架 复合材料圆柱壳 混沌运动
• 年，卷（期）: 2019,（31）
• 所属期刊栏目: 力学
• 页码范围: 3196-3203
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/TB-2019-0277

摘要

美国主被动土壤水分监测卫星(Soil Moisture Active Passive,SMAP)是目前唯一搭载偏心旋转复合材料环形桁架天线的在轨卫星,但在轨仅工作数月便出现无法修复的雷达故障,损失惨重,故障原因至今尚未查明.基于复合材料圆柱壳等效模型,本文研究了考虑横向激励和参数激励共同作用下超大型复合材料环形桁架天线在偏心旋转状态的内共振特性和非线性动力学问题,从非线性动力学角度提出了一种SMAP卫星失效的可能性分析,也为我国研究此类大型可展卫星天线提供了理论参考.利用Donnell薄壁剪切变形理论及Hamilton原理建立偏心旋转复合材料层合圆柱壳的非线性偏微分方程,应用Galerkin离散导出耦合非线性常微分方程.通过Campbell图得到发生1∶2内共振的参数条件后,进一步研究了偏心率和几何参数对偏心旋转复合材料层合圆柱壳内共振条件的影响.随后,利用多尺度法得到了1∶2内共振和1/2次谐波共振情况下的四维非线性平均方程.通过数值仿真,发现在一定的横向激励和温度参数激励作用下,处于偏心旋转状态的超大型环形桁架天线等效模型发生大振幅混沌运动.这为解释SMAP卫星雷达失效提供了一种可能性.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张伟		167	841	15.0	21.0
2	凯歌		4	3	1.0	1.0
3	刘涛		8	71	4.0	8.0
4	斯日古楞		1	0	0.0	0.0