CN108820252A - 一种舱内外桁架与蜂窝板组合式卫星舱段结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种舱内外桁架与蜂窝夹层板组合式卫星舱段结构，包括舱内桁架、舱外桁架、隔板、侧板、对地板以及由下舱底板、中舱底板、上舱底板、上舱顶板组成的层板；舱内桁架位于中间位置，作为整个舱段的主承力构件，采用桁条与层板、隔板连接，桁架根部法兰与下舱底板螺接；对地板、Ⅱ基准侧板、Ⅲ基准侧板、Ⅳ基准侧板将整个舱段包围起来，形成一个封闭的箱体；对地板与舱内桁架、舱外桁架和层板通过埋件连接，作为各类大型探测仪器的主安装面；舱外桁架位于整个舱段顶部，通过埋件与对地板、上舱顶板连接。本发明有效解决了多种大型探测仪器同时在卫星平台上的安装集成问题。

Description

一种舱内外桁架与蜂窝板组合式卫星舱段结构

技术领域

本发明涉及航天器结构技术领域，具体为一种舱内外桁架与蜂窝板组合式卫星舱段结构。

背景技术

我国新一代极轨气象卫星具备对地综合观测能力，需要在一颗卫星上配置多种微波类(如降水测量雷达、微波成像仪)和光学类(如成像光谱仪)大型探测仪器，要求卫星平台提供大型、高刚度安装支承面，来保证探测仪器的可靠连接和指向精度。现有的极轨气象卫星平台难以同时满足上述各种大型探测仪器的安装集成需求。

发明内容

本发明利用舱内外桁架与蜂窝夹层板设计了一种具有大型安装面、高承载能力的卫星舱段结构，有效解决了多种大型探测仪器同时在卫星平台上的安装集成问题。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种舱内外桁架与蜂窝板组合式卫星舱段结构，

舱内桁架，所述舱内桁架包括碳纤维杆件、接头、桁条与镁合金埋件，其位于舱内中间位置，贯穿于整个舱段；

层板，所述层板包括下舱底板、中舱底板、上舱底板、上舱顶板，下舱底板与舱内桁架根部法兰连接，中舱底板、上舱底板通过桁条与舱内桁架连接，上舱顶板通过埋件与舱内桁架连接；

隔板，所述隔板包括下舱隔板、中舱隔板、上舱隔板，所述隔板通过埋件与层板连接，通过桁条与舱内桁架连接；

舱外桁架，所述舱外桁架包括杆件、接头、蜂窝板、加强角片，其位于顶部，通过埋件分别与上舱顶板、对地板连接；

对地板，所述对地板通过埋件分别与舱内桁架、舱外桁架和层板连接；

侧板，所述侧板包括Ⅱ基准侧板、Ⅲ基准侧板、Ⅳ基准侧板，通过埋件与各层板、隔板连接；

所述舱内桁架是一个独立的结构组件，位于中间位置，作为整个舱段的主承力构件，采用桁条与层板、隔板连接，桁架根部法兰与下舱底板螺接；桁条为L型横截面；

所述对地板、Ⅱ基准侧板、Ⅲ基准侧板、Ⅳ基准侧板将整个舱段包围起来，形成一个封闭的箱体；

所述对地板是一整块大尺寸的蜂窝夹层板，与舱内桁架、舱外桁架和层板通过埋件连接，作为各类大型探测仪器的主安装面；优选地，所述蜂窝夹层板均采用铝蜂窝和铝面板。

所述舱外桁架亦为一个独立的结构组件，位于整个舱段顶部，通过埋件与对地板、上舱顶板连接，既为大型探测仪器提供次安装面，又为对地板提供支撑。

优选地，所述舱内桁架和舱外桁架均采用碳纤维复合材料；

优选地，所述下舱底板内设置铝合金整体承力框；

优选地，所述舱段的每个舱室设置隔板来支承层板；

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供了一种具有大型安装面、高承载能力的卫星舱段结构方案，有效解决了多种大型探测仪器同时在卫星平台上的安装集成问题。

2、本发明设计的舱内外桁架均为独立的结构组件，可在各自胶接成形后再与蜂窝板装配，形成一个封闭的舱段；卫星舱段构型简单，有良好的加工工艺性和装配工艺性。

3、本发明以舱内碳纤维桁架作为主承力构件，其贯穿整个舱段，并引入了桁条实现与层板、隔板的连接，有效地提高了整个舱段的刚度。

4、本发明设计的舱外桁架在为大型探测仪器提供安装和支承的同时，又为其他单机提供了一定安装空间，提升了桁架结构利用效率；

5、本发明中整块大尺寸对地板依靠舱内外桁架获得高支承刚度，为大型探测仪器提供可靠的连接安装面。

附图说明

图1为本发明实施例一种舱内外桁架与蜂窝板组合式卫星舱段结构示意图。

图2为图1的背面图。

图3舱段结构装配过程二。

图4舱段结构装配过程三。

图5舱段结构装配过程四。

图6舱段结构装配过程五。

图7舱段结构装配过程六。

图8舱段结构装配过程七。

图9舱段结构装配过程八。

图10舱段结构装配过程九。

图11舱段结构装配过程十。

图中：1-舱内桁架，2-舱外桁架，3-下舱底板，4-中舱底板，5-上舱底板，6-上舱顶板，7-Ⅱ基准侧板，8-Ⅲ基准侧板，9-Ⅳ基准侧板，10-对地板，11-下舱隔板，12-中舱隔板，13-上舱隔板。

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舱内外桁架与蜂窝板组合式卫星舱段结构，包括舱内桁架1、舱外桁架2、下舱底板3、中舱底板4、上舱底板5、上舱顶板6、Ⅱ基准侧板7、Ⅲ基准侧板8、Ⅳ基准侧板9、对地板10、下舱隔板11、中舱隔板12和上舱隔板13。

舱内桁架1，所述舱内桁架包括碳纤维杆件、接头、桁条与镁合金埋件，其位于舱内中间位置，贯穿于整个舱段，作为整个舱段的主承力构件，采用桁条与层板、隔板连接，桁架根部法兰与下舱底板螺接；桁条为L型横截面；

层板，所述层板包括下舱底板3、中舱底板4、上舱底板5、上舱顶板6，下舱底板与舱内桁架根部法兰连接，中舱底板、上舱底板通过桁条与舱内桁架连接，上舱顶板通过埋件与舱内桁架连接；

隔板，所述隔板包括下舱隔板、中舱隔板、上舱隔板，所述隔板通过埋件与层板连接，通过桁条与舱内桁架连接；

舱外桁架2，所述舱外桁架包括杆件、接头、蜂窝板、加强角片，位于整个舱段顶部，，通过埋件分别与上舱顶板、对地板连接；既为大型探测仪器提供次安装面，又为对地板提供支撑；

对地板，是一整块大尺寸的蜂窝夹层板，与舱内桁架、舱外桁架和层板通过埋件连接，作为各类大型探测仪器的主安装面；

侧板，所述侧板包括Ⅱ基准侧板7、Ⅲ基准侧板8、Ⅳ基准侧板9，通过埋件与各层板、隔板连接；

所述对地板、Ⅱ基准侧板、Ⅲ基准侧板、Ⅳ基准侧板将整个舱段包围起来，形成一个封闭的箱体；

大型探测仪器机械接口主要位于对地板10和舱外桁架2上，其他电子单机组件安装在舱内蜂窝板上。

如图3-图11所示，为整个舱段结构装配过程，其中下舱底板是整个舱段结构装配的基准，舱内桁架是装配的核心，结构件的装配顺序为“下舱底板→舱内桁架→下舱隔板→中舱底板→中舱隔板→上舱底板→上舱隔板→上舱顶板→舱外桁架→对地板→侧板”。

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 (7)

1.一种舱内外桁架与蜂窝板组合式卫星舱段结构，其特征在于，包括：

舱内桁架，所述舱内桁架包括碳纤维杆件、接头、桁条与镁合金埋件，其位于舱内中间位置，贯穿于整个舱段；

层板，所述层板包括下舱底板、中舱底板、上舱底板、上舱顶板，下舱底板与舱内桁架根部法兰连接，中舱底板、上舱底板通过桁条与舱内桁架连接，上舱顶板通过埋件与舱内桁架连接；

隔板，所述隔板包括下舱隔板、中舱隔板、上舱隔板，所述隔板通过埋件与层板连接，通过桁条与舱内桁架连接；

舱外桁架，所述舱外桁架包括杆件、接头、蜂窝板、加强角片，其位于顶部，通过埋件分别与上舱顶板、对地板连接；

对地板，所述对地板通过埋件分别与舱内桁架、舱外桁架和层板连接；

侧板，所述侧板包括Ⅱ基准侧板、Ⅲ基准侧板、Ⅳ基准侧板，通过埋件与各层板、隔板连接。

2.根据权利要求1所述的舱内外桁架与蜂窝板组合式卫星舱段结构，其特征在于，所述下舱底板内预埋铝合金整体承力框，承力框下法兰面刻有基准线作为整个舱段的装配基准。

3.根据权利要求1所述的舱内外桁架与蜂窝板组合式卫星舱段结构，其特征在于，所述下舱底板、中舱底板、上舱底板、上舱顶板将舱段分割为下、中、上三个舱室。

4.根据权利要求1所述的舱内外桁架与蜂窝板组合式卫星舱段结构，其特征在于，所述舱内桁架作为整个舱段的主承力构件，对应三个舱室分为下、中、上三层，通过桁条与层板连接，舱内桁架的根部法兰与下舱底板整体承力框螺接。

5.根据权利要求1所述的舱内外桁架与蜂窝板组合式卫星舱段结构，其特征在于，所述对地板、Ⅱ基准侧板、Ⅲ基准侧板、Ⅳ基准侧板将整个舱段包围起来，形成一个封闭的箱体。

6.根据权利要求1所述的舱内外桁架与蜂窝板组合式卫星舱段结构，其特征在于，所述对地板为一大尺寸的蜂窝夹层板，与舱内桁架、层板通过埋件连接，作为各类大型探测仪器的主安装面，安装面上粘贴精度铲刮片用于保证探测仪器指向精度。

7.根据权利要求1所述的舱内外桁架与蜂窝板组合式卫星舱段结构，其特征在于，舱外桁架所述舱外桁架是一个独立的结构组件，位于整个舱段顶部，既作为大型探测仪器的次安装面，又为对地板提供支撑。