專利名稱：自旋穩(wěn)定的薄膜反射鏡及其在太空的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大口徑聚焦反射鏡，更準(zhǔn)確地說是一種可在太空中依靠自旋穩(wěn)定的薄膜反射鏡及其在太空的應(yīng)用。
利用拋物面反射鏡聚焦是聚集太陽能的傳統(tǒng)方法之一，現(xiàn)有的各種大口徑拋物面反射鏡由于結(jié)構(gòu)笨重，價(jià)格昂貴而難以普遍采用。為減輕結(jié)構(gòu)重量，實(shí)用新型專利“負(fù)壓式反光軟膜太陽灶”(專利號(hào)為91206710)，公開了一種利用反光軟膜制造凹面鏡的設(shè)計(jì)，由于該方案需要一個(gè)密封的腔體以保持負(fù)壓，難以制成大口徑的拋物面。
太陽能是取之不盡的潔凈能源，它的最大局限是能量度密度較低。如果能以很低的成本將大面積的太陽能聚集起來，則可突破大規(guī)模利用太陽能的瓶頸。本發(fā)明的目的就是以極少的材料制造出大口徑的薄膜反射鏡，并提供薄膜反射鏡在太空中展開的方法，從而以極低的成本在太空中將大面積的太陽能聚集起來供發(fā)電或供熱；此外，還可將薄膜反射鏡用于航天器的無線電天線和太陽帆.。
自旋穩(wěn)定的薄膜反射鏡是用極薄、極柔軟但難以拉伸的薄膜材料電鍍或粘合上一層金屬反射膜，預(yù)制成所需的旋轉(zhuǎn)曲面，其周邊連接著纜索和重物，重物的作用是在自旋狀態(tài)下幫助薄膜鏡面展開并保持穩(wěn)定，重物再由控制纜索連結(jié)到位于曲面軸線位置的負(fù)載上。(負(fù)載可以是太陽能發(fā)電系統(tǒng)、衛(wèi)星、太空站或太陽能火箭，也可以是剛性桿或桁架。)負(fù)載或負(fù)載上的傳動(dòng)裝置可帶動(dòng)薄膜反射鏡自旋展開，自旋的軸線指向太陽。自旋使薄膜反射鏡對(duì)日定向，并使柔軟的薄膜鏡面保持為標(biāo)準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)曲面。負(fù)載上裝有太陽能吸收器，吸收器位于反射鏡的焦點(diǎn)上。
自旋穩(wěn)定的薄膜反射鏡可分為兩種類型，一類是凹面的薄膜反射鏡，另一類是環(huán)形的薄膜反射鏡。
凹面反射鏡的鏡面形狀可以是旋轉(zhuǎn)拋物面、球面或其他旋轉(zhuǎn)曲面。形狀為旋轉(zhuǎn)拋物面的薄膜凹面鏡，其焦點(diǎn)一般應(yīng)設(shè)計(jì)在鏡口平面附近設(shè)旋轉(zhuǎn)拋物面由二次曲線Y＝KX2繞Y軸旋轉(zhuǎn)而成，若鏡口直徑為a，令K＝1/a則該旋轉(zhuǎn)拋物面的焦點(diǎn)在鏡口平面中心；K＞1/a則焦點(diǎn)處于鏡口平面內(nèi)側(cè)；k＜1/a則焦點(diǎn)處于鏡口平面外側(cè)。
另一類為環(huán)形薄膜反射鏡，其鏡面形狀可以是環(huán)形椎面或環(huán)形弧面。環(huán)形椎面的母線(環(huán)形曲面可視為母線繞中軸旋轉(zhuǎn)一周形成)是直線，與中軸的夾角為45°。環(huán)形弧面的母線是向外側(cè)凸出的弧線，使聚集的陽光更集中。
薄膜反射鏡的鏡口與負(fù)載有兩種連結(jié)方式。
一種方式為鏡口邊緣伸展為平面，連接于由纜索和重物連成的平面多邊形，重物位于多邊形的頂點(diǎn)。柔軟的薄膜反射鏡在太空中展開并產(chǎn)生自旋，自旋使薄膜鏡面產(chǎn)生向四周的張力，從而維持其旋轉(zhuǎn)曲面的形狀。負(fù)載用輕質(zhì)高強(qiáng)度的控制纜索連結(jié)于鏡口周邊的重物上，負(fù)載可以隨旋轉(zhuǎn)鏡面同步自旋；也可以在負(fù)載上安裝一個(gè)圓環(huán)，(圓環(huán)的中軸線與鏡面軸線重合)控制纜索連結(jié)于圓環(huán)上，圓環(huán)隨鏡面同步自旋，負(fù)載則可保持相對(duì)靜止。在負(fù)載或負(fù)載的圓環(huán)上設(shè)有纜索調(diào)節(jié)裝置和控制桿。
另一種鏡口與負(fù)載的連接方式為鏡口邊緣直接與幾個(gè)重物連接，各重物又用控制纜索與負(fù)載或負(fù)載上的圓環(huán)連接，精確調(diào)整控制纜索的長度，使重物環(huán)繞中軸線旋轉(zhuǎn)的半徑等于鏡口的半徑。(如果控制纜索過短，鏡口會(huì)形成花瓣形；過長，則會(huì)趨向多邊形。)環(huán)形薄膜反射鏡的負(fù)載貫穿前后鏡口平面，前后鏡口周邊的重物分別由控制纜索連接到位于鏡口平面外側(cè)的兩個(gè)圓環(huán)上，圓環(huán)帶動(dòng)環(huán)形鏡面產(chǎn)生自旋，自旋的使薄膜鏡面保持為環(huán)形旋轉(zhuǎn)曲面。
兩種不同的鏡口連接定位方式與上述不同的鏡面形狀可以組合成多種自旋穩(wěn)定的薄膜反射鏡。
薄膜反射鏡周邊的重物可以為各種形狀，如球形、椎形、餅形、條形等，甚至可以是火箭等設(shè)備。
對(duì)于口徑數(shù)百米至數(shù)千米的大型薄膜凹面鏡，可由負(fù)載上攜帶的數(shù)枚小型遙控火箭在太空中拖曳著薄膜展開，并在垂直于陽光的平面內(nèi)帶動(dòng)薄膜自旋，當(dāng)薄膜反射鏡達(dá)到預(yù)定的轉(zhuǎn)速后火箭停止噴射，薄膜反射鏡依靠慣性自旋。自旋所產(chǎn)生的張力和太陽的光壓使薄膜保持著凹面鏡的形狀。
對(duì)于口徑較小的薄膜反射鏡，可依靠負(fù)載或圓環(huán)的自旋，使薄膜凹面鏡在離心力的作用下逐漸展開，自旋的軸線應(yīng)對(duì)準(zhǔn)太陽。
經(jīng)薄膜反射鏡聚焦的太陽光可用于砷化鎵太陽電池發(fā)電。(砷化鎵太陽電池敷設(shè)于太陽能吸收器表面，內(nèi)部裝有熱管冷卻系統(tǒng)，將熱量傳給熱幅射板。)若用熱力發(fā)電，太陽能吸收器就成為吸收太陽熱的鍋爐。也可將兩種發(fā)電方式結(jié)合起來提高綜合發(fā)電效率。經(jīng)聚焦的太陽熱還可作為太空工廠的熱源。
自旋穩(wěn)定的薄膜反射鏡可以把太陽光的幅射強(qiáng)度提高幾十到幾百倍，而所付出的代價(jià)很小(因薄膜反射鏡的質(zhì)量很小，折疊起來體積也很小，便于發(fā)射入軌。)可以極大提高單位質(zhì)量的發(fā)電功率，從而為航天器提供更為充裕的電力并降低發(fā)射成本。
可以把采用自旋穩(wěn)定的薄膜反射鏡的太陽能發(fā)電系統(tǒng)與航天器主體分開，距離幾十米或幾百米以上，用電纜相互連接起來。由于薄膜反射鏡的面積很大，又是正對(duì)陽光的，在光壓的長時(shí)間作用下，使太陽能發(fā)電系統(tǒng)飄泊于航天器背對(duì)太陽的一方，形成系泊式太陽能電站。(它工作于地球高軌道。由于光壓很穩(wěn)定，這樣的系泊方式是非常穩(wěn)定可靠的。)系泊式太陽能電站可使大型航天器與其供電系統(tǒng)獨(dú)立開來，便于設(shè)計(jì)和建造，并降低成本。采用薄膜反射鏡可制造系列化的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，以滿足不同功率需求的航天器。
面積巨大的凹面薄膜反射鏡可用于建造大規(guī)模的空間電站，以便向遠(yuǎn)處的航天器或地球輸送能量。
自旋穩(wěn)定的薄膜反射鏡可用作航天器的大型無線電天線，(在反射鏡的焦點(diǎn)將是波導(dǎo)或其它信號(hào)饋送裝置)這種天線具有極輕的質(zhì)量和良好的方向性。自旋穩(wěn)定的大型薄膜反射鏡還可用作太陽帆，薄膜鏡面可以是凹面的，也可以是平面的。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明。


圖1 依靠三枚火箭展開的大型薄膜凹面鏡(正面視圖)。圖2 依靠三枚火箭展開的大型薄膜凹面鏡(立體示意圖)。圖3 自旋展開的薄膜凹面鏡(立體示意圖)。圖4 幾種環(huán)形鏡面的剖面及光路示意5 有多邊形邊框的環(huán)形反射鏡。(立體示意圖)圖6 無邊框的環(huán)形反射鏡。(立體示意圖)圖7 有傘狀底部的凹面反設(shè)鏡。(立體示意圖)圖8 采用環(huán)形薄膜反射鏡的太陽能火箭。(立體示意圖)實(shí)施例1借助火箭展開的大型薄膜凹面鏡如圖1和圖2，三枚小型遙控火箭(1)彼此用攬索(2)連結(jié)成一個(gè)正三角形，薄膜凹面鏡的邊緣伸展為平面正六邊形，其中三條邊分別附著于正三角形的三條邊上。正六邊形的內(nèi)切圓范圍內(nèi)是旋轉(zhuǎn)拋物面(3)，在其凹面上有反光層；圓外部分(24)為無反光層的平面薄膜。三枚火箭用纜索(2)拖曳著薄膜在太空中展開并產(chǎn)生自旋。自旋的軸線對(duì)準(zhǔn)太陽。在火箭停止噴射后，離心力仍使連接火箭的纜索(2)拉緊，形成一個(gè)正三角形的邊框，纜索的張力和薄膜自旋所產(chǎn)生的離心力以及太陽的光壓使薄膜凹面鏡展開并保持著預(yù)制的旋轉(zhuǎn)拋物面形狀。本例中，小型遙控火箭(1)即為凹面鏡周邊的重物。
三枚小型遙控火箭(1)分別用輕質(zhì)高強(qiáng)度的控制纜索(5)連結(jié)到負(fù)載(6)的圓環(huán)(7)上。圓環(huán)(7)內(nèi)部裝有纜索控制裝置，適當(dāng)調(diào)節(jié)控制纜索(5)的長度，使負(fù)載上的太陽能吸收器(11)位于凹面鏡的焦點(diǎn)上。此外，適當(dāng)調(diào)節(jié)控制纜索(5)的長度，還可象操縱風(fēng)帆一樣，緩慢改變凹面鏡的方向，但由于系統(tǒng)處于自旋狀態(tài)，纜索(5)必須周期性地循環(huán)調(diào)節(jié)，該周期與自旋的周期同步。
控制桿(8)安裝于圓環(huán)(7)上，給控制纜索(5)導(dǎo)向，以改善對(duì)旋轉(zhuǎn)曲面的控制能力。熱幅射板(9)安裝于負(fù)載(6)上，用于散發(fā)多余的熱量。熱幅射板之間夾角相等，每塊板都與中軸線共面。
實(shí)施例2自旋展開的薄膜凹面鏡如圖3六個(gè)質(zhì)量相等的重物(10)用等長的纜索(2)依次連接成一個(gè)正六邊形，薄膜凹面鏡的邊緣伸展為平面，連接于六邊形的各邊，即纜索(2)。在六邊形的內(nèi)切圓范圍內(nèi)，薄膜為旋轉(zhuǎn)拋物面(3)，內(nèi)切圓之外的薄膜(24)為平面。負(fù)載(6)上安裝的圓環(huán)(7)用控制纜索(5)分別與各重物(10)連結(jié)。
在太空中，薄膜凹面鏡依靠負(fù)載或圓環(huán)帶動(dòng)自旋，自旋所產(chǎn)生的離心力使薄膜展開(自旋的軸線對(duì)準(zhǔn)太陽)在離心力的作用下六個(gè)重物將周邊的纜索(2)拉緊，使薄膜展開，在太陽光壓的共同作用下，薄膜保持為預(yù)制的旋轉(zhuǎn)拋物面形狀。
實(shí)施例3幾種不同形狀的環(huán)形反射鏡。
圖4所示為不同形狀的環(huán)形薄膜反射鏡的剖視圖，箭頭所示為沿軸線入射的陽光經(jīng)鏡面反射的光路圖。
圖4A為環(huán)形椎面反射鏡，母線(13)為直線，與軸線(12)成45°角，沿軸線入射的陽光經(jīng)鏡面反射匯聚到中軸線上，并與中軸線垂直。
圖4B為環(huán)形弧面反射鏡，母線(14)為向外側(cè)凸出的弧線，母線兩端的連線與軸線(12)仍等于或接近45°角，經(jīng)環(huán)形弧面反射的陽光集中于更短的軸線上。
圖4C為環(huán)形弧面反射鏡的一個(gè)特例，它是旋轉(zhuǎn)拋物面(15)被垂直于軸線的平面(17)切割出來的。不管是那兩個(gè)平面切割出來的環(huán)形反射鏡，其焦點(diǎn)都是原旋轉(zhuǎn)拋物面的焦點(diǎn)，只是與環(huán)形鏡面的相對(duì)位置不同。
實(shí)施例4具有前后邊框的環(huán)形反射鏡。
如圖5所示(4)為環(huán)形薄膜反射鏡的鏡面，其前后鏡口都伸展開來連結(jié)于重物(10)和纜索(2)連成的兩個(gè)平面六邊形；兩個(gè)六邊形頂點(diǎn)的重物(10)分別用控制纜索(5)連接到安裝于負(fù)載(6)兩端的兩個(gè)轉(zhuǎn)盤(16)上，轉(zhuǎn)盤上裝有控制桿(8)和纜索調(diào)節(jié)裝置。兩個(gè)轉(zhuǎn)盤都伸出鏡口平面之外，以對(duì)環(huán)形鏡面沿母線方向施加一定張力。熱幅射板(9)安裝于負(fù)載(6)上，它不會(huì)阻擋環(huán)形鏡面反射到負(fù)載上的陽光(此例中，太陽能吸收器安裝于負(fù)載表面)，而熱幅射板(9)幅射的紅外線可經(jīng)環(huán)形鏡面反射到太空。環(huán)形反射鏡自旋的軸線指向太陽。
實(shí)施例5無邊框的環(huán)形反射鏡。
如圖6所示環(huán)形鏡面(4)的邊緣與其周邊的重物(10)直接相連，前后鏡口邊緣的重物分別經(jīng)控制纜索(5)與兩個(gè)轉(zhuǎn)盤(16)相連。前后對(duì)應(yīng)的兩個(gè)重物(10)分別用纜索(2)連結(jié)，(該纜索的長度由環(huán)形鏡面的寬度決定。)兩個(gè)轉(zhuǎn)盤也都伸出鏡口平面之外，在自旋狀態(tài)下，使連接前后重物(10)的纜索(2)維持一定的張力，以保持環(huán)面的寬度。
為使重物(10)與鏡面的連結(jié)牢固，可在前后鏡口的邊緣平行地各連結(jié)一條環(huán)形纜索(18)，纜索(18)可以是帶狀的，以便與薄膜更好地結(jié)合，該纜索也與重物(10)連結(jié)。
位于中軸線上的負(fù)載(6)為剛性桿，其上的太陽能吸熱器(11)位于環(huán)形反射鏡的焦點(diǎn)處。這種環(huán)形反射鏡的結(jié)構(gòu)簡單，便于展開和收攏。(在收攏時(shí)，只需將控制纜索(5)抽回，薄膜鏡面會(huì)因貫性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，從而纏繞在負(fù)載上。)為進(jìn)一步縮小展開前的體積，剛性桿可采用能伸縮的套筒式結(jié)構(gòu)。剛性桿的一端可連接于航天器上。
實(shí)施例6底部為傘狀結(jié)構(gòu)的薄膜凹面鏡。
如圖7所示凹面鏡的負(fù)載(6)為貫穿鏡面底部的剛性桿，在剛性桿與鏡面底部相交處以及剛性桿與鏡口平面相交處，分別裝有兩個(gè)圓環(huán)(7)底部的圓環(huán)四周均勻地安裝著傘骨(20)，傘骨與圓環(huán)之間為鉸接，以便收攏。傘骨之間為反光薄膜構(gòu)成的傘面(21)，傘面與周邊的薄膜鏡面(3)平滑連結(jié)。鏡口邊緣連結(jié)著環(huán)形纜索(18)和重物(10)精密調(diào)節(jié)控制纜索(5)的長度，使重物(10)圍繞鏡面中軸線旋轉(zhuǎn)的半徑等于鏡口的半徑。對(duì)于口徑較小的凹面鏡，鏡面底部的傘狀結(jié)構(gòu)也可用剛性的圓盤來代替。
實(shí)施例7采用環(huán)形薄膜反射鏡的太陽能火箭。
如圖8所示負(fù)載(6)為太陽能火箭，中間的圓柱體為乘員和設(shè)備倉，后部的椎形體(20)為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。太陽能吸收器(11)安裝于火箭表面。幾個(gè)矢量噴管(21)裝于發(fā)動(dòng)機(jī)尾部的端面，火箭的推力矢量穿過太陽能火箭系統(tǒng)的質(zhì)心，使火箭可以向各個(gè)方向加速?；鸺耐鈧?cè)安裝著熱幅射板(9)。
圓環(huán)(7)安裝于火箭的兩端，通過控制纜索(5)帶動(dòng)環(huán)形薄膜鏡面展開和自旋。本例中的重物為條形(19)，它將前、后鏡口邊緣相對(duì)應(yīng)的控制纜索(5)的端部連接起來。條形重物(19)與環(huán)形鏡面的母線完全吻合，與鏡面緊密相連。采用條形重物的好處是可以將環(huán)形鏡面加寬，可聚集更多的太陽能。為減小展開前的體積，條形重物可采用能自動(dòng)展開的折疊式結(jié)構(gòu)或形狀記憶合金。
環(huán)形薄膜鏡面以火箭為軸心自旋，自旋的角速度應(yīng)足夠高，使鏡面的離心加速度a(a＝ω2r ω為自旋角速度，r為環(huán)形鏡面繞中軸旋轉(zhuǎn)的半徑。)為火箭推力產(chǎn)生的加速度的100倍以上，以保持環(huán)形鏡面的形狀和焦點(diǎn)的位置。由于太陽能火箭是小推力長時(shí)間工作的，完全可以滿足上述要求。
太陽能火箭包括太陽能熱火箭和太陽能電火箭。
以上實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)說明，但本發(fā)明不限于這些具體實(shí)施例，任何對(duì)本發(fā)明總構(gòu)思所作的技術(shù)方案變換和修改，都不脫離本發(fā)明的總構(gòu)思和權(quán)利要求范圍。
權(quán)利要求
1.自旋穩(wěn)定的薄膜反射鏡，是由反光的柔性薄膜、纜索、重物和負(fù)載所構(gòu)成，其特征在于薄膜反射鏡面的形狀為旋轉(zhuǎn)曲面，薄膜的邊緣由纜索連結(jié)到鏡面周邊的多個(gè)重物，各重物再連接到處于鏡面軸線位置的負(fù)載上，在太空中薄膜反射鏡自旋展開，并保持旋轉(zhuǎn)曲面的形狀，自旋的軸線指向太陽。
2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的負(fù)載，其特征在于負(fù)載可以是太陽能發(fā)電設(shè)備、衛(wèi)星、太空站或太陽能火箭，也可以是剛性桿或桁架；負(fù)載上薄膜反射鏡的焦點(diǎn)處安裝著太陽能吸收器；負(fù)載上安裝著纜索調(diào)節(jié)裝置和控制桿，適當(dāng)調(diào)節(jié)控制纜索的長度，使負(fù)載上的太陽能吸收器置于凹面鏡的焦點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)力要求1所述的負(fù)載，其特征在于負(fù)載上可安裝圓環(huán)，圓環(huán)的軸線與旋轉(zhuǎn)鏡面同軸，圓環(huán)由控制纜索分別連接于凹面鏡周邊的各個(gè)重物，纜索調(diào)節(jié)裝置和控制桿安裝于圓環(huán)上，圓環(huán)與薄膜凹面鏡同步自旋；負(fù)載的外殼上可安裝幾塊熱幅射板，各板都與鏡面軸線共面。
4.根據(jù)權(quán)力要求1所述的自旋穩(wěn)定的薄膜反射鏡，其特征在于反射鏡面可以是旋轉(zhuǎn)拋物面、球面或其它旋轉(zhuǎn)曲面構(gòu)成的凹面鏡；還可以是環(huán)形椎面、環(huán)形弧面構(gòu)成的環(huán)形反射鏡，環(huán)形椎面的母線是直線，與鏡面軸線的夾角為45°；環(huán)形弧面的母線為弧線，特別地，弧線可以是拋物線的一段。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自旋穩(wěn)定的薄膜反射鏡，其特征在于反射鏡的鏡口邊緣可以伸展開來，連結(jié)于由纜索和重物所構(gòu)成的平面多邊形的各邊，重物連接于多邊形的頂點(diǎn)
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自旋穩(wěn)定的薄膜反射鏡，其特征在于反射鏡的鏡口邊緣直接與重物相連，重物在控制纜索的約束下繞鏡面軸線旋轉(zhuǎn)的半徑等于鏡口半徑；鏡口邊緣可用帶狀纜索加固。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自旋穩(wěn)定的薄膜凹面鏡，其特征在于薄膜凹面鏡周邊的重物可以是遙控火箭，在太空中遙控火箭拖曳著薄膜凹面鏡展開，并在垂直于陽光的平面內(nèi)自旋。
8.根據(jù)權(quán)力要求7所述的薄膜凹面鏡，其特征在于三枚遙控火箭(1)由纜索(2)連接成正三角形，薄膜的中央為旋轉(zhuǎn)拋物面(3)，其邊緣伸展為平面，并與正三角形各邊相連；負(fù)載(6)上安裝了圓環(huán)(7)，圓環(huán)(7)用控制纜索(5)連接于遙控火箭(1)，圓環(huán)(7)上安裝了纜索調(diào)節(jié)裝置和控制桿(8)，負(fù)載(6)的外側(cè)安裝了熱幅射板(9)。
9.根據(jù)權(quán)力要求4所述的自旋穩(wěn)定的薄膜凹面鏡，其特征在于可用多個(gè)質(zhì)量相等的重物(10)由纜索(2)連接為正多邊形，薄膜的中央為旋轉(zhuǎn)拋物面(3)，其邊緣伸展為平面，連接于正多邊形各邊；由負(fù)載(6)上的圓環(huán)(7)帶動(dòng)控制纜索和重物及薄膜自旋展開并保持旋轉(zhuǎn)拋物面的形狀。
10.根據(jù)權(quán)力要求4所述的自旋穩(wěn)定的環(huán)形反射鏡鏡，其特征在于環(huán)形鏡面(4)的前、后鏡口邊緣都伸展開來連接于重物(10)和纜索(2)所連成的前、后兩個(gè)多邊形，多邊形頂點(diǎn)的重物(10)分別用控制纜索(5)連接到安裝于負(fù)載(6)兩端的兩個(gè)轉(zhuǎn)盤(16)上，兩個(gè)轉(zhuǎn)盤都伸出于鏡口平面之外，負(fù)載(6)上裝有熱幅射板(9)。
11.根據(jù)權(quán)力要求4所述的自旋穩(wěn)定的環(huán)形反射鏡，其特征在于環(huán)形鏡面(4)的前、后鏡口邊緣直接與重物(10)連接，各重物再分別經(jīng)控制纜索(5)與負(fù)載(6)兩端的兩個(gè)轉(zhuǎn)盤(16)相連，兩個(gè)轉(zhuǎn)盤都伸出于鏡口平面之外，前、后鏡口對(duì)應(yīng)的重物(10)可用纜索(2)連接，該纜索的長度等于環(huán)形鏡面的寬度。
12.根據(jù)權(quán)力要求4所述的凹面反射鏡，其特征在于凹面鏡的底部為傘狀結(jié)構(gòu)，傘骨(22)與負(fù)載上的圓環(huán)(7)為鉸式連結(jié)，傘骨可收攏，傘面(23)的邊緣平滑連接到旋轉(zhuǎn)拋物面(3)；凹面鏡的底部也可以為剛性盤形結(jié)構(gòu)，盤的邊緣與鏡面(3)連結(jié)。
13.根據(jù)權(quán)力要求1所述的重物，其特征在于重物可以為球形、餅形、條形等各種形狀；在環(huán)形反射鏡中可采用條形重物(19)把前、后鏡口相對(duì)應(yīng)的控制纜索(5)的端部連結(jié)起來，條形重物與鏡面母線吻合，與鏡面緊密相連，條形重物可采用形狀記憶合金或能自動(dòng)展開的折疊結(jié)構(gòu)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自旋穩(wěn)定的薄膜反射鏡，其特征在于環(huán)形的薄膜反射鏡可用于太陽能火箭，火箭成為環(huán)形鏡面的負(fù)載，經(jīng)環(huán)形反射鏡聚焦的太陽能為火箭提供動(dòng)力，環(huán)形鏡面以火箭為軸心自旋，鏡面自旋的加速度為火箭推力產(chǎn)生的加速度的100倍以上，火箭的推力矢量穿過太陽能火箭的質(zhì)心。
15.根據(jù)權(quán)力要求1所述的自旋穩(wěn)定的薄膜反射鏡，其特征在于自旋穩(wěn)定的薄膜反射鏡可用作航天器的無線電天線；大面積的薄膜反射鏡可用作太陽帆，鏡面既可以是凹面的也可以是平面的。
16.采用自旋穩(wěn)定的薄膜反射鏡的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)可用電纜連結(jié)于高軌道航天器，在太空中漂泊于航天器背對(duì)太陽的一面，形成系泊式太陽能電站。
全文摘要
自旋穩(wěn)定的薄膜反射鏡是由反光薄膜、纜索以及與之連接的重物和負(fù)載所構(gòu)成。薄膜鏡面為旋轉(zhuǎn)曲面,薄膜的邊緣由纜索連接到鏡面周邊的多個(gè)重物,各重物再連接到處于鏡面軸線位置的負(fù)載上。薄膜凹面鏡在太空展開,并依靠自旋的離心力保持其預(yù)制成的旋轉(zhuǎn)曲面形狀。薄膜鏡面每平方米的質(zhì)量不足40克,能成倍提高航天器的太陽能發(fā)電功率,并顯著降低系統(tǒng)重量。大型反射鏡在太空可聚集數(shù)十平方公里的太陽能,為大功率的空間太陽能電站奠定了基礎(chǔ)。
文檔編號(hào)G02B5/10GK1341536SQ00125958
公開日2002年3月27日 申請(qǐng)日期2000年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月7日
發(fā)明者黃上立 申請(qǐng)人:黃上立