CN106628260B - 一种航天器推力器共面双备份的布局设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种航天器推力器共面双备份的布局设计方法，将8台弯喷管推力器A组和8台直喷管推力器B组均匀安装在一个安装平面内；推力器A组布局在安装平面的四个顶点处，喷嘴朝向平面外沿，推力器B组布局在安装平面的四个边长中心，且靠近平面外沿，任意弯管与直管推力器组合模块不相邻，均布在平面内，每组模块间隔45°角。本发明解决了推力器在布局上受限的问题，且不需要过多的占用资源空间，即能提供航天器所需要的三轴推力与力矩；可完成三轴姿态控制，轨道升高控制，偏航俯仰机动后使用直喷管推力器B组可进行轨道降低及倾角调整，弯管加直管共面边缘布局设计的思路，规避了喷气羽流的影响，为航天器提供了更大的可用的布局空间。

Description

一种航天器推力器共面双备份的布局设计方法
技术领域
本发明涉及航天飞行器姿态与轨道控制领域，更为具体地，为共面双备份16推力器布局，实现航天器姿控及轨控功能的布局设计方法。
背景技术
推进分系统作为航天器姿轨控系统的主要执行机构，主要任务是为姿态控制提供力矩；为初始轨道调整和轨道保持提供推力；必要时为飞轮卸载提供力矩，是航天器重要执行机构。理想情况下推力器布局，在不同轴向上，不同平面内分别布置不通过质心的成对的推力器即可满足三轴姿态及轨道控制，但实际上推力器在布局上常常受到载荷、天线、敏感器等布局的约束，同时还要规避羽流影响，布局空间上受到限制。
发明内容
针对现有设计中的约束限制，本发明提供了一种航天器推力器共面双备份的布局设计方法，具有布局设计简单，且不需要过多的占用资源空间，即能提供航天器所需要的三轴推力与力矩。
为了达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种航天器推力器共面双备份的布局设计方法，将8台弯喷管推力器A组和8台直喷管推力器B组均匀安装在一个安装平面内；推力器A组布局在安装平面的四个顶点处，喷嘴朝向平面外沿，推力器B组布局在安装平面的四个边长中心，且靠近平面外沿，任意弯管与直管推力器组合模块不相邻，均布在平面内，每组模块间隔45°角。
优选地，推力器A组有4台主份推力器和有4台备份推力器，推力器B组也有4台主份推力器和有4台备份推力器，主份推力器、备份推力器功能相同，主备份推力器都具备独立产生航天器所需推力的能力。
优选地，每两台推力器作为一个模块，共8个模块，每个模块内的推力器同为弯管或直管，弯管推力器的喷管轴线与安装面法线的夹角为65°角。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
将16台推力器安装在一个平面内，解决了推力器在布局上受限的问题，具有布局设计简单，且不需要过多的占用资源空间，即能提供航天器所需要的三轴推力与力矩；可完成三轴姿态控制，轨道升高控制，偏航俯仰机动后使用直喷管推力器B组可进行轨道降低及倾角调整，弯管加直管共面边缘布局设计的思路，规避了喷气羽流的影响，占用空间小，为航天器提供了更大的可用的布局空间。
附图说明
图1为本发明实施例中推力器的安装布局示意图；
图中：
1、2、3、4、13、14、15、16-为直管推力器；
5、6、7、8、9、10、11、12-为弯管推力器；
图2为本发明实施例中弯管推力器示意图，其中，喷管轴线与安装面法线的夹角为65°角。
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，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1-图2所示，本发明实施例提供了一种航天器推力器共面双备份的布局设计方法，将16台推力器全部均匀安装在一个平面内，每两台推力器为模块，共8个模块，每模块推力器同为弯管或直管，弯管推力器的喷管轴线与安装面法线的夹角为65°角，弯管喷嘴朝向平面外沿，上下对称；弯管推力器A组布局在安装平面的四个顶点处，喷嘴朝向平面外沿，推力器B组布局在安装平面的四个边长中心，靠近平面外沿，任意弯管与直管推力器组合模块不相邻，均布在平面内，每组模块间隔45°角。
所述推力器A组有4台主份推力器和有4台备份推力器，推力器B组也有4台主份推力器和有4台备份推力器，主、备份功能相同，主备份推力器都具备独立产生航天器所需推力的能力。
其中：
滚动+X轴方向工作推力器为9+11，备份10+12；
滚动-X轴方向工作推力器为5+7，备份10+12；
俯仰+Y轴方向工作推力器为3，备份4；
俯仰-Y轴方向工作推力器为1，备份2；
偏航+Z轴方向工作推力器为13，备份14；
偏航-Z轴方向工作推力器为15，备份16。
航天器在进行轨道升高调整时，可使用1+3或2+4推力器组合；轨道降低时先进行俯仰Y轴机动180°后可使用1+3或2+4推力器组合；进行轨道倾角调整时先进行偏航机动+90°或-90°后可使用1+3或2+4推力器组合，具体使用见表1。
表1推力器功能表
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 (3)

1.一种航天器推力器共面双备份的布局设计方法，其特征在于，将8台弯喷管推力器A组和8台直喷管推力器B组均匀安装在一个安装平面内；推力器A组布局在安装平面的四个顶点处，喷嘴朝向平面外沿，推力器B组布局在安装平面的四个边长中心，且靠近平面外沿，任意弯管与直管推力器组合模块不相邻，均布在平面内，每组模块间隔45°角。
2.根据权利要求1所述的一种航天器推力器共面双备份的布局设计方法，其特征在于，推力器A组有4台主份推力器和有4台备份推力器，推力器B组也有4台主份推力器和有4台备份推力器，主份推力器、备份推力器功能相同，主备份推力器都具备独立产生航天器所需推力的能力。
3.根据权利要求1所述的一种航天器推力器共面双备份的布局设计方法，其特征在于，每两台推力器作为一个模块，共8个模块，每个模块内的推力器同为弯管或直管，弯管推力器的喷管轴线与安装面法线的夹角为65°角。
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