CN104029824A - 大型推力器设置到航天器底部的调姿装配工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型推力器设置到航天器底部的调姿装配工艺，通过两个航天器支架车的配合使用，五次吊装航天器及支架车，实现了航天器与大型推力器的装配，其中使用的调姿装备包括螺旋提升装置、二维水平调节装置、地脚支撑倾斜调节装置，控制螺旋提升装置实现大型推力器的提升和下降，控制二维水平调节装置实现大型推力器水平方向的移动，同时控制地脚支撑调节装置实现大型推力器的倾斜角度，最终实现大型推力器与航天器的有效对中。与现有的航天器产品吊装装配工艺方法相比，本发明解决了航天器大型推力器底部复杂布局无法装配的难题，同时通过有效地五自由度调姿工艺装备和实时监测方式，解决了位于航天器底部的高精度部件装配的技术难题。

Description

大型推力器设置到航天器底部的调姿装配工艺

技术领域

本发明属于航天器总装工艺技术领域，具体来说，涉及一种航天器与大型推力器的调姿装配的方法。

背景技术

通常，航天器大型部件的安装需要采用吊装方式来实现，具体是将大型部件吊装到航天器的对接位置并进行连接固定，从而满足安装状态。常见的航天器大型部件的安装示意图如图1所示，其中，航天器1停放在支架车2上，大型部件3(如贮箱等)经吊装设备悬吊到航天器上方的对接位置，然后缓慢下降进入航天器主结构上部的容纳空间，并与航天器对接固定。对于航天器主结构上部需要安装大型部件的情况下，此装配方法较为成熟，使用广泛。

然而，航天器总装过程中，一些航天器部件需要设置在航天器的底部，如果这些航天器部件的安装精度没有严格的精度要求，且这些部件体积较小、重量较轻的情况下，可采用人工抬扶方式进行安装，不需要借助装配工具来进行实施。但如果航天器主结构底部需要安装体积和重量大到难以进行人工安装且需要高精度装配的情况下，上述装配方法不再适用。例如嫦娥三号航天器，由于其所需的大型推力器体积大、质量大，并且具有高精度的要求，无法采用上述常规装配方式进行安装，因此需要提出一种新型安装方法以满足嫦娥三号大型推力器的安装和调整。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的发明目的在于提供一种大型推力器设置到航天器底部的调姿装配工艺，旨在解决大型航天器部件产品布局在航天器底部无法装配的技术难题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种大型推力器设置到航天器底部的调姿装配工艺，包括以下步骤：

1)将大型推力器放置在停放调姿工装上，停放调姿工装包括可二维水平移动的平台，平台上部设置的螺旋升降装置以及平台底部四角设置的供调节平台倾斜度的可升降地脚；将主结构下方设置有大型推力器容纳空间的航天器放置在支架车一上，准备吊装使用；

2)起吊支架车二到大型推力器上方并缓慢下降以不触碰大型推力器的方式套装到停放调姿工装的上，移动支架车二，使停放调姿工装位于支架车二的中间部分，使支架车二水平两个方向的边缘均距离停放调姿工装的边缘距离为400mm±50mm；

3)调节停放调姿工装的平台至最低位置，起吊备用航天器到停放调姿工装上方并将其放置在支架车二上，螺旋上升大型推力器直到大型推力器靠近备用航天器，并使大型推力器安装法兰面与备用航天器安装法兰面之间的垂直距离不小于50mm；

4)布置两台经纬仪分别位于航天器的周围，调整高度，满足可视大型推力器和航天器的测试精度，达到测试大型推力器与航天器安装的位置关系、角度关系；

5)调节停放调姿工装，将大型推力器与航天器安装孔位对中，安装紧固件，安装紧固件的同时，采用经纬仪监测确认无变化，避免了大型推力器安装紧固件过程受力致使大型推力器变形，影响产品安装精度，之后，紧固件拧紧测力矩；

6)降低停放调姿工装中的螺旋升降装置，将停放调姿工装与大型推力器脱开，采用经纬仪进行精度测试，若精度不满足要求执行第7)步，若精度满足要求执行第8)步；

7)再次提升支撑调姿装置与大型推力器进行对接；之后拆除大型推力器与航天器之间的连接，并稍稍下降调姿装置，安装所需的调整垫片；然后重复第5)步和第6)步，重新安装紧固件，并开展精度测试，直至精度满足要求为止，执行第8)步；

8)精测结果满足要求后，起吊航天器至支架车一上；

9)最后，将支架车二吊装出停放调姿工装。

其中，平台上部设置的螺旋升降装置通过操作垂直调节丝杠实现大型推力器的提升和下降功能。

其中，通过丝杠手轮方式调节二维水平移动的平台的水平位置，实现Y方向和Z方向的平移。

其中，停放调姿工装具有四个支撑，实现俯仰(±5度)、侧摆俯仰(±5度)的调节功能。

与现有的航天器产品吊装装配工艺方法相比，本发明解决了航天器大型推力器底部复杂布局的无法装配的技术难题。采用吊装航天器与支架车后，再将大型推力器与航天器安装，解决了航天器与仪器对接可能产生的风险。同时，吊装支架车套装在调姿装置内，解决了调姿装置无法吊装的难题。同时通过有效的五自由度调姿工艺装备和实时监测的精测手段，解决了高精度设备装配的技术难题。该工艺方法安全可靠，取得了良好的使用效果。

附图说明

图1为现有技术中将大型部件安装到航天器上部的安装状态图；

图2是本发明的大型推力器的装配工艺过程示意图；

图2-1是第一次吊装，将大型推力器吊装放置到停放调姿平台上；

图2-2是第二次吊装，低架车套装大型推力器及停放调姿装置；

其中1为航天器；其中2为航天器支架车一；3为航天器支架车二；4为大型推力器；5为停放调整装置；

图2-3是第三次吊装，航天器返低架车安装大型推力器；

图2-4是第四次吊装，航天器及大型推力器吊装至支架车二

图2-5是第五次吊装，支架车一吊出大型推力器停放调姿装置

图3是本发明的具有大型推力器停放调姿装置的示意图；

其中：1为螺旋升降装置；2为二维水平调节的平台；3为可升降地脚支撑。

具体实施方式

以下介绍的是作为本发明所述内容的具体实施方式，下面通过具体实施方式对本发明的所述内容作进一步的阐明。当然，描述下列具体实施方式只为示例本发明的不同方面的内容，而不应理解为限制本发明的范围。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

参照图2，图2给出了本发明的大型推力器的装配工艺过程示意图；采用两个支架车，五次吊装的方法实现大型推力器发动机与航天器对接装配调姿。

1)图2-1是第一次吊装，将大型推力器吊装放置到停放调姿平台上，使停放调姿工装的锥筒与大型推力器的内腔接触；停放调姿工装，参照图3所示包括可二维水平移动的平台，平台上部设置的螺旋升降装置以及平台底部四角设置的供调节平台倾斜度的可升降地脚；将主结构下方设置有大型推力器容纳空间的航天器放置在支架车一上，准备吊装使用；

2)安装支架车吊具，第二次吊装，参见图2-2，起吊支架车二到大型推力器上方并缓慢下降以不触碰大型推力器的方式套装到停放调姿工装的上，移动支架车二，使停放调姿工装位于支架车二的中间部分，使支架车二水平两个方向的边缘均距离停放调姿工装的边缘距离为400mm±50mm；

3)调节停放调姿工装的平台至最低位置，第三次吊装，参见图2-3，起吊航天器到停放调姿工装上方并将其放置在支架车二上，螺旋上升大型推力器直到大型推力器靠近备用航天器，并使大型推力器安装法兰面与备用航天器安装法兰面之间的垂直距离不小于50mm，保证安全距离安全调整停放调姿工装，避免大型推力器的磕碰；

4)布置两台经纬仪分别位于航天器的+Y和+Z象限，调整高度，满足可视大型推力器和航天器的测试精度，达到测试大型推力器与航天器安装的位置关系、角度关系；

5)参见图3，调节停放调姿工装，将大型推力器与航天器安装孔位对中，安装紧固件，安装紧固件的同时，采用经纬仪监测确认无变化，避免了大型推力器安装紧固件过程受力致使大型推力器变形，影响产品安装精度，之后，紧固件拧紧测力矩；

6)降低停放调姿工装中的螺旋升降装置，将停放调姿工装与大型推力器脱开，采用经纬仪进行精度测试，若精度不满足要求执行第7)步，若精度满足要求执行第8)步；

7)再次提升支撑调姿装置与大型推力器进行对接；之后拆除大型推力器与航天器之间的连接，并稍稍下降调姿装置，安装所需的调整垫片；然后重复第5)步和第6)步，重新安装紧固件，并开展精度测试，直至精度满足要求为止，执行第8)步；

8)精测结果满足要求后，安装支架车吊具，第4次吊装，见图2-4，起吊航天器至支架车一上，连接紧固件；

9)最后，见图2-5，将支架车二吊装出停放调姿工装。

图2-3的吊装步骤是非常关键的步骤。调整大型推力器的停放调姿工装至适当对接高度；吊装中心舱与支架车二对接，利用停放调姿工装调节对接孔位使大型推力器发动机与中心舱连接位置对正并连接。最后，安装紧固件过程中，对大型推力器的安装精度实时检测，避免了大型推力器安装紧固件过程受力致使大型推力器变形，影响产品安装精度。

图3是本发明的具有大型推力器停放调姿工装的示意图，该停放调姿工装包括可二维水平移动的平台2，平台上部设置的螺旋升降装置1以及平台底部四角设置的供调节平台倾斜度的可升降地脚3；将主结构下方设置有大型推力器容纳空间的航天器放置在支架车一内。

可二维水平移动的平台2上部设置的螺旋升降装置1，通过平台上设置的调节丝杠进行垂直操作，从而实现大型推力器的提升和下降功能，X方向为±100mm。在一实施方式中，通过平台上设置的调节丝杠，由手轮方式调节二维水平移动的平台的水平位置，实现Y方向和Z方向的平移，Y方向为±100mm，Z方向为±100mm。

通过旋转螺旋升降盘，提升或者降低停放调姿工装不同位置的四个地脚支撑，实现俯仰(±5°)、侧摆俯仰(±5°)的调节功能。

尽管上文对本发明的具体实施方式进行了详细的描述和说明，但应该指明的是，我们可以对上述实施方式进行各种改变和修改，但这些都不脱离本发明的精神和所附的权利要求所记载的范围。

Claims (4)

1.一种大型推力器设置到航天器底部的调姿装配工艺，包括以下步骤：

1)将大型推力器放置在停放调姿工装上，停放调姿工装包括可二维水平移动的平台，平台上部设置的螺旋升降装置以及平台底部四角设置的供调节平台倾斜度的可升降地脚；将主结构下方设置有大型推力器容纳空间的航天器放置在支架车一上，准备吊装使用；

2)起吊支架车二到大型推力器上方并缓慢下降以不触碰大型推力器的方式套装到停放调姿工装的上，移动支架车二，使停放调姿工装位于支架车二的中间部分，使支架车二水平两个方向的边缘均距离停放调姿工装的边缘距离为400mm±50mm；

3)调节停放调姿工装的平台至最低位置，起吊航天器到停放调姿工装上方并将其放置在支架车二上，螺旋上升大型推力器直到大型推力器靠近备用航天器，并使大型推力器安装法兰面与航天器安装法兰面之间的垂直距离不小于50mm；

4)布置两台经纬仪分别位于航天器的周围，调整高度，满足可视大型推力器和航天器的测试精度，达到测试大型推力器与航天器安装的位置关系、角度关系；

5)调节停放调姿工装，将大型推力器与航天器安装孔位对中，安装紧固件，安装紧固件的同时，采用经纬仪监测确认无变化，避免了大型推力器安装紧固件过程受力致使大型推力器变形，影响产品安装精度，之后，紧固件拧紧测力矩；

6)降低停放调姿工装中的螺旋升降装置，将停放调姿工装与大型推力器脱开，采用经纬仪进行精度测试，若精度不满足要求执行第7)步，若精度满足要求执行第8)步；

7)再次提升支撑调姿装置与大型推力器进行对接；之后拆除大型推力器与航天器之间的连接，并稍稍下降调姿装置，安装所需的调整垫片；然后重复第5)步和第6)步，重新安装紧固件，并开展精度测试，直至精度满足要求为止，执行第8)步；

8)精测结果满足要求后，起吊航天器至支架车一上；

9)最后，将支架车二吊装出停放调姿工装。

2.如权利要求1所述的方法，其中，平台上部设置的螺旋升降装置通过操作垂直调节丝杠实现大型推力器的提升和下降功能。

3.如权利要求1所述的方法，其中，通过丝杠手轮方式调节二维水平移动的平台的水平位置，实现Y方向和Z方向的平移。

4.如权利要求1所述的方法，其中，停放调姿工装具有四个支撑，通过升降不同位置的四个支撑，实现俯仰(±5度)、侧摆俯仰(±5度)的调节功能。