邓宗全著。哈尔滨：哈尔滨
工业大学 出版社，2013 年6
月第1 版，定价： 80.00元。

自1957 年前苏联发射第1 颗人造卫 星以来，人类进入太空已经超过半个世 纪。从最初的发射人造卫星发展到今天 的空间站建造、天地往返飞行、月球及行 星探测等，航天科技的发展一日千里。 值得注意的是，现代航天器越来越大型 化，国际空间站的长度达到了110 m，总 质量超过400 t，其上共有8 个大型太阳 电池阵，每个长度达到34 m；美国的地球 三维地形观测任务从航天飞机上伸展出 60 m 的支撑臂来支撑雷达天线，通过雷 达干涉成像获得了精确的三维地形；卫 星的星载雷达天线的尺寸也越来越大， 为了接收到几万千米以外的雷达信号， 往往需要雷达天线的口径达到几十米甚 至上百米，美国因拥有星载大口径天线 技术而使其卫星通信、导航、太空侦查技 术处于全球霸主地位。

未来航天领域还将需要更大、更轻 的太空结构。比如科学家设想在太空建 造大规模太阳能发电站，通过微波或激 光能量传输将电能输送到地面，解决地 球能源危机问题。但是发电功率为 1 GW 的太空电站需要太阳能电池阵的 长度要达到1 km 以上，远远大于现有的 人造太空结构。为了建造太空超大型结 构体，需要将结构体分成许多个模块单 元，每个模块单元长度大约100 m，在发 射时折叠成一个很小的体积，将这些模 块单元分次发射，在太空进行展开然后 进行对接和组装，最终构成超大型太空 结构体。大型结构体在发射时进行折 叠，在太空能够自动展开，这一类结构体 称为空间可折展结构。这种结构一般由 杆、索、关节等组成，展开后构成空间桁 架结构，其结构形式复杂多变，有花瓣 形、伞形、腰鼓形等多种形式，堪称太空 中的人造艺术品。通过合理巧妙的设 计，在太空失重环境下其展开体积与折 叠体积之比可达到几十倍甚至上百倍， 折展体积比远远大于地面上的机构。

我国近年来航天事业获得飞速发 展，载人航天与探月工程任务进展顺利， 实现了太空行走与太空交汇对接、月球 软着陆探测，彰显了我国的航天实力。 目前，我国正在实施高分辨率对地观测、空间站建设、大容量远距离通信等重大 航天任务，这些航天任务都离不开大型 可折叠结构体。中国航天科技集团所属 的第五研究院和第八研究院在可折叠机 构关键技术与工程应用方面做了大量工 作，但是我国在大型可折展空间机构技 术方面与发达国家还有一定的差距。尤 其值得指出的是，空间折展机构通常是 由一系列基本可折展单元按照机构组成 原理连接而成的空间多闭环机构，这类 机构存在大量过约束，具有多构态、变拓 扑、运动学奇异等特殊性，传统机构学理 论与方法很难适用。国内外在空间折展 机构设计方面缺乏系统的设计理论与方 法。哈尔滨工业大学教授邓宗全近年来 带领科研团队挑战空间大型折展机构基 础理论与设计方法难题，取得了具有原 创性的研究成果，并撰写出版了学术专 著《空间折展机构设计》。

该专著力求从大型空间折展机构的 组成原理出发，提出大型空间折展机构 创新设计方法，系统地阐述大型空间折 叠机构的数学描述方法、模块化扩展、性 能评价与优化、驱动控制、刚化锁定等基 本理论问题，填补了国内在空间折展机 构设计方面的理论空白。它的出版恰逢 其时，对于提高我国空间折展机构设计 水平、满足航天型号工程任务的应用需 求以及推动机构学的发展，都具有重要 意义。

作者在专著中对研究成果进行了认 真的梳理和归纳总结，具有条理清晰、可 读性强的特点。专著内容注重基础理论 与实践的结合，既有围绕国际学术前沿 问题所开展的基础理论创新——基于图 论、旋量和李群等工具对空间折展机构 的分析描述与构型创新设计，又有紧密 结合航天任务需求的具体实践验证—— 空间折展机构样机的地面模拟试验、精 度测试、动力学试验等，是国内首部系统 论述空间折展机构设计理论与方法的学 术专著。它还密切结合国防现代化和武 器装备现代化对空间折展机构的需求， 提出了空间大型伸展臂、抛物面天线折 展机构的设计方法，研制出原理样机并 进行了相关试验研究，突破了展开驱动、重复锁定、动力学建模等空间折展机构 设计的多项关键技术，为我国大型空间 折展机构的研制提供了重要的工程经验 和技术支持。对于提高我国空间折展机 构的设计水平、满足航天型号工程任务 的应用需求以及推动机构学的发展，具 有重要的战略意义和应用价值。对于广 大机构学学者和从事空间折展机构研发 的技术人员极具参考价值。目前，《空间 折展机构设计》一书已入选“十二五”国 家重点图书出版规划项目、黑龙江省 2013 年度精品图书出版工程。

此外，书中给出了大型可折展机构 的大量设计实例，融合了设计者的奇思 妙想和创新发明，可让读者体会到空间 展开机构的奇妙与魅力，引导更多的航 天科技爱好者从事这一领域的研究。因 此，该专著也可作为广大青少年的课外 读物，激发青少年对我国航天事业的热 爱和兴趣。书中介绍的折展机构设计方 法甚至可帮助青少年朋友设计出一些新 颖的折展机构，通过自己动手制作各种 折展机构模型，增强对机构折叠与展开 原理的深入理解，这对于培养广大青少 年的创新思维、提高他们的动手实践能 力具有十分重要的意义。本书希望通过 带给有志于从事航天事业者一些理论和 方法的启迪，引领他们关注甚至在未来 创造出更高水平的太空超大型结构，为 我国空间站建设、太空电站建造、深空探 测、载人登月登火等重大航天计划做出 贡献。

（责任编辑 李娜）