CN105775166B - 工字形卫星平台 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种工字形卫星平台，包括：底板，在所述底板上设有中心桁架；立柱式结构，两个所述立柱式结构分别与所述中心桁架相对应的两条侧边连接；所述立柱式结构为一端开口的中空结构。本发明的有益效果如下：在充分利用运载火箭卫星整流罩的包络空间并保证卫星太阳电池片的面积的基础上，本发明提供了一种满足大型可展开天线收拢与在轨展开要求的工字形卫星平台构型，提供了仪器设备的安装空间，保证了整星的能源供应。
Description
技术领域
本发明涉及航天技术中卫星技术领域，特别是一种装载大型可展开天线的工字形卫星平台。
背景技术
随着卫星有效载荷的性能指标的不断提高，星载天线的尺寸也不断增大，特别是对可装载大型可展开天线的卫星的需求日益迫切。我国现有卫星平台的构型布局一般是立方体式的构型外加两侧双太阳翼方式，星体内部采用推进舱、服务舱、载荷舱式的分舱设计。像目前比较成熟的公用卫星平台，这种构型可以满足目前将有效载荷部件保持其工作状态直接安装在卫星平台上或通过一定分块方式将卫星收拢在卫星侧面的需求，但是对于装载大型可展开天线的有效载荷的卫星而言，如果直接将有效载荷放置于卫星平台上，不仅无法满足运载给定的径向包络空间及设备的安装操作空间的需求，而且导致卫星高度高、质心高，无法满足运载给定的高度包络空间及基频要求。
在目前卫星平台装载的有效载荷为一种大型可展开天线，该天线收拢状态包络尺寸为：Φ2900毫米×3600毫米，运载火箭给定的包络空间为：Φ3650毫米，且该天线需在收拢状态下压紧并能在轨解锁、展开。现有卫星平台难以满足以上需求，对卫星的构型布局设计提出了苛刻的限制要求。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种充分利用包络空间、保证电池片面积，空间充分优化利用并合理总装、满足大型可展开天线收拢与在轨展开要求的工字形卫星平台。
为解决上述技术问题，本发明提供的一种工字形卫星平台，包括：底板，在所述底板上设有中心桁架；立柱式结构，两个所述立柱式结构分别与所述中心桁架相对应的两条侧边连接；所述立柱式结构为一端开口的中空结构；其中所述立柱式结构主要 由内板、侧板、外板及顶板构成；所述内板与所述中心桁架的侧边连接，两块所述侧板一侧的侧边分别与所述内板的两条侧边连接，所述外板的两条侧边分别与两块所述侧板的另一侧的侧边连接，形成贯通的立柱形，所述顶板分别与所述内板、两块所述侧板及所述外板连接，所述顶板遮盖住一端的开口，形成一端开口的中空结构；所述立柱式结构的开口端与所述底板连接，所述立柱式结构与所述底板形成封闭式中空结构。
优选地，所述内板与所述侧板之间为框架式结构。
优选地，在所述中心桁架的侧面上设有侧服务舱，所述侧服务舱位于两个所述立柱式结构之间，在所述侧服务舱内设有控制设备。
优选地，在所述外板的外侧设有太阳能板。
优选地，在所述侧服务舱的服务舱侧板上设有太阳能板。
优选地，在所述底板及所述顶板上设有天线。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、在充分利用运载火箭卫星整流罩的包络空间并保证卫星太阳电池片的面积的基础上，本发明提供了一种满足大型可展开天线收拢与在轨展开要求的工字形卫星平台构型，提供了仪器设备的安装空间，保证了整星的能源供应。
2、卫星在进行总装时可打开外板，以底板、中心桁架以及顶板为基础，通过内部框架可以保证内板上的星载设备的安装及电缆连接，安装完成后，再安装外板。这种方式不仅保证了卫星结构的装配精度，而且保证了卫星的总装操作空间，提高了操作效率。
3、本发明提供的卫星平台构型结构稳定，可承载大尺寸及大质量载荷，对于需要装载大型可展开天线等精度要求高、安装困难的大型有效载荷具有很高的适应性。
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为本发明工字形卫星平台爆炸图；
图2为本发明工字形卫星平台结构示意图。
图中：
1-底板 2-中心桁架 3-内板
4-侧板 5-外板 6-顶板
7-侧服务舱 8-控制设备 9-服务舱侧板
10-太阳能板 11-天线
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。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，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
为了叙述方便，首先建立卫星的布局坐标系(OYZ)，定义如下：
坐标原点O：卫星底板上点式分离装置、星箭分离面的理论中心；
Z轴：沿坐标原点指向卫星平台底板1方向；
X轴：垂直于Z轴，指向侧服务舱侧板9方向；
Y轴：与X、Z轴成右手系。
卫星装载大型可展开天线，天线收拢状态包络尺寸为Φ2900毫米×3600毫米，要求在轨解锁展开，而用于发射该卫星的长征系列运载火箭的整流罩要求卫星包络小于3650毫米，为满足运载包络要求并保证卫星发射状态力学性能与天线在轨展开时的运动空间，同时保证太阳电池阵的面积，将卫星平台设计为工字形立柱式构型，同时优化卫星工字形的构型设计与内部空间设计。为了充分利用运载火箭提供的包络空间并尽可能扩大卫星太阳电池片的面积，根据需要在侧服务舱侧板9外侧和侧板4外侧粘贴太阳能板10。
如图1、图2所示，卫星平台主结构由底板1、中心桁架2、及两侧的内板3、外板5、侧板4、顶板6一同构成封闭的截面为工字形的立柱式结构。其中，中心桁架2为有效载荷主展开机构提供安装基础；内板3与外板5之间均采用框架式结构分为多个区域，有效提高平台结构刚度，不仅能为有效载荷提供压紧座的安装基础以及解锁、展开的空间，而且可将内板3的内表面作为星载设备的安装基面。卫星平台的侧服务舱7、侧服务舱侧板9构成封闭的立体结构，内部作为星载设备、电源分系统和肼瓶的安装基面，并在侧服务舱侧板9外侧粘贴太阳能板10。
为了满足任务要求，在充分利用运载预留的空间的基础上，在卫星的底板1、顶板6上分别安装天线11设备。在平台的侧服务舱7内放置锂离子蓄电池、姿轨控计算机、肼瓶等控制设备8，侧服务舱侧板9朝向外部空间的表面贴装阳能板10。体装太 阳电池阵的面积达2平方米，整星能源得到了有效保证。
本发明卫星平台构型在包络空间限制及设备安装空间紧凑的条件下，同时优化主传力路径设计。中心桁架2与底板1上的每边三个点式分离装置作为传力路径的主承力结构。运载的冲击及振动载荷通过底板1、中心桁架2、内板3、外板5、侧板4把载荷传至顶板6。
卫星在整星安装时打开外板5，以底板1、中心桁架2和顶板6为基础，通过内部结构板可以保证内板3上的星载设备的安装及电缆连接，安装完成后，再安装外板5。这种方式不仅保证了卫星结构的装配精度，而且保证了卫星的总装操作空间，降低了总装难度，提高了操作效率，同时避免了卫星总装实施过程中的死角。
在卫星发射入轨后，太阳电池阵分别沿Y轴方向展开并锁定到位，然后有效载荷天线通过展开机构分别沿X轴方向展开为一副天线并锁定到位，通过姿轨控系统控制卫星的飞行姿态。
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化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (1)
1.一种工字形卫星平台，其特征在于，包括：底板，在所述底板上设有中心桁架；立柱式结构，两个所述立柱式结构分别与所述中心桁架相对应的两条侧边连接；所述立柱式结构为一端开口的中空结构；其中所述立柱式结构主要由内板、侧板、外板及顶板构成；所述内板与所述中心桁架的侧边连接，两块所述侧板一侧的侧边分别与所述内板的两条侧边连接，所述外板的两条侧边分别与两块所述侧板的另一侧的侧边连接，形成贯通的立柱形，所述顶板分别与所述内板、两块所述侧板及所述外板连接，所述顶板遮盖住一端的开口，形成一端开口的中空结构；所述立柱式结构的开口端与所述底板连接，所述立柱式结构与所述底板形成封闭式中空结构；所述内板与所述侧板之间为框架式结构；所述中心桁架的侧面上设有侧服务舱，所述侧服务舱位于两个所述立柱式结构之间，在所述侧服务舱内设有控制设备；所述外板的外侧设有太阳能板；所述侧服务舱的服务舱侧板上设有太阳能板；所述底板及所述顶板上设有天线。
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