CN103482085B - 蜂窝夹层贮箱承力一体化结构 - Google Patents

蜂窝夹层贮箱承力一体化结构 Download PDF

Info

Publication number
CN103482085B
CN103482085B CN201310349959.1A CN201310349959A CN103482085B CN 103482085 B CN103482085 B CN 103482085B CN 201310349959 A CN201310349959 A CN 201310349959A CN 103482085 B CN103482085 B CN 103482085B
Authority
CN
China
Prior art keywords
tank
layer
integral structure
subsystem
propellant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310349959.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103482085A (zh
Inventor
王建炜
王超
陈占胜
赖京
杜冬
任友良
顾永坤
李应典
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Institute of Satellite Engineering
Original Assignee
Shanghai Institute of Satellite Engineering
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Institute of Satellite Engineering filed Critical Shanghai Institute of Satellite Engineering
Priority to CN201310349959.1A priority Critical patent/CN103482085B/zh
Publication of CN103482085A publication Critical patent/CN103482085A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103482085B publication Critical patent/CN103482085B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本发明公开了一种蜂窝夹层贮箱承力一体化结构，包括多个相互连接的贮箱，其中，多个贮箱沿圆周均布平铺，相邻的贮箱之间相互嵌入，并通过贮箱连接法兰以及夹块、包带相互连接，其中，每一个贮箱的顶部和底部的载荷作用位置均预埋有爪形传力结构，所述爪形传力结构分别与上法兰和下法兰相连接。本发明与传统卫星设计中将结构分系统和推进分系统的作用完全分割独立不同，贮箱承力一体化结构技术将结构分系统的主承力结构和推进分系统的贮箱共用，使得航天器具有较为紧凑的外形和布局，减小结构分系统和推进分系统的质量。

Description

蜂窝夹层贮箱承力一体化结构
技术领域
本发明涉及用于高轨大平台技术领域的航天器，具体是一种应用于高轨大平台的蜂窝夹层贮箱承力一体化结构。
背景技术
目前国内已有的高轨卫星平台，均采用独立设计方式，长距离变轨推进系统与结构系统彼此分割，功能部件互不重合，为平台减重带来极大阻碍。变轨模块与主任务模块固连，完成入轨定点之后，大体积贮箱内推进剂残余量不足5%，但大型贮箱仍将伴随卫星整个生命周期，成为冗余负担。贮箱承力式推进舱结构技术是航天器轻量化和集约化设计以及多功能一体化的重要发展新方向。其内涵就是扩展主承力结构的功能范围，在承受载荷的同时，兼具其它分系统的部分功能。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种蜂窝夹层贮箱承力一体化结构。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种蜂窝夹层贮箱承力一体化结构，包括多个相互连接的贮箱，其中，多个贮箱沿圆周均布平铺，相邻的贮箱之间相互嵌入，并通过贮箱连接法兰以及夹块、包带相互连接，其中，每一个贮箱的顶部和底部的载荷作用位置均预埋有爪形传力结构，所述爪形传力结构分别与上法兰和下法兰相连接。
优选地，所述贮箱为6个，每一个贮箱均为球形结构。
优选地，所述每一个贮箱均为四层复合材料结构，由内至外，第一层为钛合金内胆层;第二层为碳纤维缠绕层，并在第一层制造完成后，直接缠绕在第一层上;第三层为铝蜂窝芯子层;第四层为碳纤维蒙皮层。
优选地，所述贮箱连接法兰埋在所述铝蜂窝芯子层上，并通过夹块及包带连接。
优选地，所述多个贮箱包括三类:
-第一类，结构完整的第一推进剂贮箱；
-第二类，一侧内凹的第二推进剂贮箱；
-第三类，两侧都有开孔的仪器贮箱。
优选地，所述第一类、第二类和第三类贮箱交叉安装。
优选地，所述第一推进剂贮箱、第二推进剂贮箱和仪器贮箱分别为两个。
与传统的模块化思想将各分系统的作用分割独立有所不同，本发明提供的蜂窝夹层贮箱承力一体化结构，其结构分系统某些组件成为结构分系统与其它分系统的公共部分，使得航天器具有较为紧凑的外形和布局，并且提高整体的功能/质量比。本发明将结构分系统的主承力结构和推进分系统的贮箱共用，使得航天器具有较为紧凑的外形和布局，减小结构分系统和推进分系统的质量。
本发明满足航天器结构轻量化和多功能一体化的发展需求的贮箱结构设计，以解决传统设计方案重量大、结构复杂等问题对于现代航天发展的限制。
本发明与现有技术相比，具有以下技术特点：
将推进系统的贮箱设计成为主承力结构，既可以容纳大体积的推进剂，又可携带大质量的干重实现长距离变轨。该结构设计紧凑，整体结构轻盈，对卫星平台减重有重大意义。另外，包含推进剂的贮箱平铺布置在底部，有利于降低卫星质心，同时也降低了横向过载时的附加弯矩，便于优化整体结构的刚度和质量分配。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明提供的三种贮箱结构的示意图，其中，(a)为第一推进剂贮箱，(b)为第二推进剂贮箱，(c)为仪器贮箱；
图3为贮箱的四层复合材料结构示意图；
图4为爪形传力结构结构示意图；
图5为贮箱连接法兰结构示意图；
图6为夹块结构示意图；
图7为贮箱包带连接组装图；
图8为贮箱包带连接处局部剖视图；
图中：1为第一推进剂贮箱，2为第二推进剂贮箱，3为仪器贮箱，4为上法兰，5为下法兰，6为贮箱连接法兰，7为夹块，8为包带，9为爪形传力结构，10为钛合金内胆层，11为碳纤维缠绕层，12为铝蜂窝芯子层，13为碳纤维蒙皮层。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
请同时参阅图1至图8。
本实施例提供了一种蜂窝夹层贮箱承力一体化结构，包括多个相互连接的贮箱，其中，多个贮箱沿圆周均布平铺，相邻的贮箱之间相互嵌入，并通过贮箱连接法兰以及夹块、包带相互连接，其中，每一个贮箱的顶部和底部的载荷作用位置均预埋有爪形传力结构，所述爪形传力结构分别与上法兰和下法兰相连接。
进一步地，所述贮箱为6个，每一个贮箱均为球形结构，如图1和图2所示。
进一步地，所述每一个贮箱均为四层复合材料结构，由内至外，第一层为钛合金内胆层；第二层为碳纤维缠绕层，并在第一层制造完成后，直接缠绕在第一层上；第三层为铝蜂窝芯子层；第四层为碳纤维蒙皮层，如图3所示。
进一步地，所述贮箱连接法兰埋在所述铝蜂窝芯子层上，并通过夹块及包带连接。
进一步地，所述多个贮箱包括三类，如图2所示：
-第一类，结构完整的第一推进剂贮箱；
-第二类，一侧内凹的第二推进剂贮箱；
-第三类，两侧都有开孔的仪器贮箱。
进一步地，所述第一类、第二类和第三类贮箱交叉安装，如图1所示。
进一步地，所述第一推进剂贮箱、第二推进剂贮箱和仪器贮箱分别为两个。
具体为，
本实施提供的蜂窝夹层贮箱承力一体化结构，包括：多个贮箱、爪形传力结构、贮箱连接法兰、夹块、包带、上法兰、下法兰；优选地，贮箱为六个球形贮箱，沿圆周均布平铺，相邻之间相互嵌入；所述六个球形贮箱包括两个第一推进剂贮箱，两个第二推进剂贮箱，以及两个仪器贮箱；所述每一个贮箱均为四层复合材料结构，由内至外，第一层为钛合金内胆层，第二层为碳纤维缠绕层，在内胆制造完成后，直接缠绕在内胆上，第三层为铝蜂窝芯子层，第四层为碳纤维蒙皮层；所述贮箱，相邻之间通过埋在铝蜂窝芯子层上的贮箱连接法兰以及夹块、包带连接起来；上述贮箱顶部和底部的载荷作用位置通过胶接的方式预埋有爪形传力结构；上述爪形传力结构分别通过螺纹连接的方式与上法兰和下法兰相连接；蜂窝夹层贮箱承力一体化结构通过上法兰与服务舱连接，通过下法兰与运载连接。
本实施例提供的蜂窝夹层贮箱承力一体化结构，该结构中承力贮箱采用复合材料组成，为球形结构，沿圆周均布平铺，相邻贮箱之间相互嵌入，以提高结构的扭转刚度，并能提高空间利用率。该结构采用六贮箱构型，其中四个贮箱容纳推进剂，两个贮箱容纳单机设备。该结构通过上法兰与服务舱连接，通过下法兰与运载连接。本实施例所公开的贮箱承力结构一体化技术是航天器结构轻量化设计以及多功能一体化的重要发展方向，其特点是扩展贮箱结构的功能范围，在存贮推进剂的同时作为主承力结构承受外部载荷。与传统卫星设计中将结构分系统和推进分系统的作用完全分割独立不同，贮箱承力一体化结构技术将结构分系统的主承力结构和推进分系统的贮箱共用，使得航天器具有较为紧凑的外形和布局，减小结构分系统和推进分系统的质量。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (5)

1.一种蜂窝夹层贮箱承力一体化结构，其特征在于，包括多个相互连接的贮箱，其中，多个贮箱沿圆周均布平铺，相邻的贮箱之间相互嵌入，并通过贮箱连接法兰以及夹块、包带相互连接，其中，每一个贮箱的顶部和底部的载荷作用位置均预埋有爪形传力结构，所述爪形传力结构分别与上法兰和下法兰相连接；
每一个贮箱均包括四层复合材料，由内至外，第一层为钛合金内胆层；第二层为碳纤维缠绕层，并在第一层制造完成后，直接缠绕在第一层上；第三层为铝蜂窝芯子层；第四层为碳纤维蒙皮层。
2.根据权利要求1所述的蜂窝夹层贮箱承力一体化结构，其特征在于，所述贮箱为6个，每一个贮箱均为球形结构。
3.根据权利要求1所述的蜂窝夹层贮箱承力一体化结构，其特征在于，所述贮箱连接法兰埋在所述铝蜂窝芯子层上，并通过夹块及包带连接。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的蜂窝夹层贮箱承力一体化结构，其特征在于，所述多个贮箱包括三类：
-第一类，结构完整的第一推进剂贮箱；
-第二类，一侧内凹的第二推进剂贮箱；
-第三类，两侧都有开孔的仪器贮箱；
所述第一类、第二类和第三类贮箱交叉安装。
5.根据权利要求4所述的蜂窝夹层贮箱承力一体化结构，其特征在于，所述第一推进剂贮箱、第二推进剂贮箱和仪器贮箱分别为两个。
CN201310349959.1A 2013-08-12 2013-08-12 蜂窝夹层贮箱承力一体化结构 Active CN103482085B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310349959.1A CN103482085B (zh) 2013-08-12 2013-08-12 蜂窝夹层贮箱承力一体化结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310349959.1A CN103482085B (zh) 2013-08-12 2013-08-12 蜂窝夹层贮箱承力一体化结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103482085A CN103482085A (zh) 2014-01-01
CN103482085B true CN103482085B (zh) 2015-11-18

Family

ID=49822777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310349959.1A Active CN103482085B (zh) 2013-08-12 2013-08-12 蜂窝夹层贮箱承力一体化结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103482085B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104290918B (zh) * 2014-09-12 2016-07-27 上海卫星工程研究所 小型化轨道拖船卫星构型与布局设计方法
CN104369874B (zh) * 2014-10-28 2016-08-24 上海卫星工程研究所 复杂构型外承力筒飞行器一体化热控装置
CN104608987B (zh) * 2014-11-26 2017-08-25 上海复合材料科技有限公司 一种复合材料蜂窝结构贮箱及其制备方法
CN105370440B (zh) * 2015-11-27 2017-09-29 中国运载火箭技术研究院 一种基于承力式复合材料贮箱的上面级构型
CN106184824A (zh) * 2016-08-12 2016-12-07 上海卫星工程研究所 一种一体化主承力贮箱结构
CN106706284A (zh) * 2016-11-23 2017-05-24 上海宇航系统工程研究所 一种支座式多球体贮箱承载能力简化验证方法
CN106628266B (zh) * 2017-01-13 2019-08-02 哈尔滨工业大学 悬挂式复合材料贮箱结构
CN106837606A (zh) * 2017-03-30 2017-06-13 哈尔滨工业大学 一种一体式复合材料贮箱结构

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0420720A1 (fr) * 1989-09-29 1991-04-03 AEROSPATIALE Société Nationale Industrielle Réservoir de gaz sous pression avec contrôle du courant gazeux délivré
CN102717899A (zh) * 2012-06-26 2012-10-10 上海卫星工程研究所 金星探测器构型
CN102803071A (zh) * 2010-02-19 2012-11-28 三菱重工业株式会社 结合分离装置、结合分离系统及结合分离方法
CN103133862A (zh) * 2013-02-05 2013-06-05 上海空间推进研究所 承力表面张力贮箱

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0420720A1 (fr) * 1989-09-29 1991-04-03 AEROSPATIALE Société Nationale Industrielle Réservoir de gaz sous pression avec contrôle du courant gazeux délivré
CN102803071A (zh) * 2010-02-19 2012-11-28 三菱重工业株式会社 结合分离装置、结合分离系统及结合分离方法
CN102717899A (zh) * 2012-06-26 2012-10-10 上海卫星工程研究所 金星探测器构型
CN103133862A (zh) * 2013-02-05 2013-06-05 上海空间推进研究所 承力表面张力贮箱

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
俄罗斯fregat上面级;方宝东等;《上海航天》;20120625;第29卷(第3期);第1-5页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103482085A (zh) 2014-01-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103482085B (zh) 蜂窝夹层贮箱承力一体化结构
CN103287588B (zh) 高承载能力内埋框架复合材料结构板
CN104443431A (zh) 三角形卫星构型、系统及装配方法
CN110697087A (zh) 一种卫星推进服务舱结构
CN102490910A (zh) 航天器复合材料夹层结构承力筒
CN107323698A (zh) 星箭对接采用复合材料端框的承力筒结构
KR102330979B1 (ko) 튜브형 삼상궤도 진공 자기부상 이동 시스템
CN108820252A (zh) 一种舱内外桁架与蜂窝板组合式卫星舱段结构
CN111703592B (zh) 一种大型商业遥感卫星平台构型及装配方法
CN101229848A (zh) 空中展开式飞艇
CN103241392B (zh) 深空弱引力天体附着装置及其构建方法
CN106628259A (zh) 串联式高刚度一体化承载结构
CN102748999A (zh) 碳纤维铺层薄壳加筋支承舱
CN107284690A (zh) 适用于sgcmg五棱锥立式布局的桁架支撑装置
CN106976544A (zh) 一种飞艇吊舱结构
CN104443445A (zh) 一种阻尼管支架式减振适配器
CN108045597A (zh) 模块化、可组装式卫星结构
CN108820263A (zh) 混合嵌套分层阶梯式卫星平台构型
CN105775166A (zh) 工字形卫星平台
CN106184824A (zh) 一种一体化主承力贮箱结构
CN111409871B (zh) 带有可伸展桁架节点舱的卫星平台构型
CN106628266A (zh) 悬挂式复合材料贮箱结构
CN113459602B (zh) 一种轻质波纹夹芯型复合材料承力筒
CN114212277B (zh) 一种高机动低结构重量的卫星构型
CN104290918B (zh) 小型化轨道拖船卫星构型与布局设计方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant