Das Wärmeflattern von Lapprohren

Übersicht

Satelliten mit langen stabförmigen Auslegern sind durchweg mit Lapprohren versehen, bei denen im Sonnenlicht Wärmeflattern auftreten kann. Zunächst werden die Querschnittskennwerte für Lapprohre angegeben, bei denen Schubmittelpunkt und Flächenmittelpunkt zusammenfallen. Dann wird der Begriff des Heiß-Kalt-Linienpaares definiert und Ausdrücke für die statische Verbiegung und Verdrillung unter Sonneneinstrahlung hergeleitet. Schließlich werden die Differentialgleichungen für die Biege- und Drillschwingung des Wärmeflatterns aufgestellt und allgemeine Lösungen angegeben, aus denen die Stabilitätskriterien beim Wärmeflattern von Lapprohren abgeleitet werden.

Summary

Satellites with long tubular booms are generally equipped with STEMs (Storable Tubular Extendible Members), which may be subject to thermal flutter when exposed to the sun. The mechanical constants for STEMs with coincident centres of shear and cross-sectional area are given. Then the concept of a hot and cold line couple is introduced and static flexure and torsion due to solar radiation are determined. Finally the differential equations for flexural and torsional vibration caused by thermal radiation are set up, their general solutions given and stability criteria for thermal flutter derived.