中科院研發新卷紙術 解決太陽帆面收納問題

太陽帆技術突破性進展：中科院沈陽自動化研究所創新研究成果

太陽帆技術因其低成本、長壽命的特點，被視為人類探索太陽系外的重要載具。然而，該技術面臨著超大尺寸帆面支撐結構設計的挑戰，需同時滿足「高收纳比」與「可靠展開」這兩個相互矛盾的要求。

創新可展收複合材料伸展臂解決技術難題

中國科學院沈陽自動化研究所的研究團隊取得了重大突破，成功研發出具有小截面尺寸、輕質高剛度特性的可展收複合材料伸展臂（DCB），並建立了精確的力學分析模型。

科研人員在傳統薄壁梁理論框架中加入了非線性修正項，首次完整描述了臂杆從初始狀態到壓平、卷繞的整個變形過程。研究特別關注了材料中性軸拉伸、曲率變化以及接觸摩擦等關鍵影響因素。

揭示卷收過程中的力學規律

借助高精度數值模擬，研究發現了卷收過程中的力學規律：卷收過渡區是應力集中區域，最大應力出現在下層結構最外層側弧的拐點處；下層應力整體高於上層，外層材料承受的應力顯著大於內層和中層，而中層憑藉厚度優勢表現出更為穩定的承載特性。

實驗驗證模型有效性

為驗證理論模型，研究團隊專門建立了實驗平台，測量了不同卷收角度下的應變值和扭矩。實驗數據與理論預測及仿真結果高度一致，充分證明了模型的有效性。

為未來太空結構設計奠定基礎

這項研究不僅解決了太陽帆技術發展中的關鍵問題，也為未來設計和優化高性能、高收纳比的太空可展開結構提供了重要的理論基礎與設計指導。