CN109050989A - 一种双星点式适配器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双星点式适配器，包括方柱段、锥段和支架；方柱段为横截面为方形的长柱金属铆接结构，包括纵梁和方形框，纵梁连于锥段的上端面形成方柱段的整体方形框架，并沿方柱段上设有若干个所述的方形框；锥段为上方下圆的一体成型混合直接过渡的金属结构，其下端面连接运载火箭圆形舱体；支架对称地安装于方形框与纵梁交汇的直角外侧，其中，位于方柱段两侧的支架提供对称地设置两颗卫星的安装端，而在两颗卫星之间的方柱段的侧面空间由支架还提供设置星箭连接分离装置的安装端。本发明将卫星载荷通过支架沿方柱段传递，并通过锥段均匀扩散到其下端面，具有重量轻、安装操作空间大、结构简洁、工艺性好、集中力扩散空间大等特点。

Description

一种双星点式适配器

技术领域

本发明属于航天技术领域，涉及一种双星点式适配器，具体涉及一种应用于双中型卫星与运载系统对称连接分离的点式适配器。

背景技术

随着卫星技术的发展，某型号要求＞500kg的中型双星并联发射，入轨后高精度的同步对称解锁分离，并形成伴星机动飞行，以进行科学实验。该发射需求对双星发射段的布局方案，适配器的刚度和强度，多点星箭连接分离装置的安装检测的布局和空间均提出了很高的技术要求。对于双星发射，传统卫星适配器为圆柱状或圆锥状，卫星布局一般采用两种方案，其一为双卫星分别置于两个适配器的上方，星箭对接分离面为水平面，该布局无法实现双星对称解锁分离，且点式连接点距离适配器下侧舱体较近，集中力扩散空间有限，扩散效果较差；其二为卫星对称侧挂于圆筒状适配器外轮廓面，为获得足够的安装包络和星箭分离装置的安装检测空间，需拉开卫星与适配器圆柱面的距离，一般需采用较高的安装支架甚至转接适配器，呈悬臂状，特别对于中型卫星，其结构质量超过500kg，结构尺寸较大时，需要的星箭分离装置规格更大，安装检测空间也更大，即悬臂更大，适配器结构承载效率低、质量重，意味着在发射双中型卫星时，运载能力余量已较为有限的情况下，进一步吃紧，降低了发射可靠性。

另外，在圆柱和圆锥的侧面设计连接支架并实现星箭接口的高精度匹配，结构设计较为复杂，加工进度要求更高。

最后，对于上方、下圆的结构舱体，传统结构形式一般采用圆筒+方筒等规整结构，转接处一般采用横向直角加强结构，如横梁、纵向支撑、加强筋等，结构形式复杂，传力路径不直接，结构效率较低，重量高。

如上所述，结合传统适配器结构布局方案的局限，本发明公开了一种双中型卫星与运载系统对称连接分离的点式适配器，采用结构承载效率更高、结构简洁、易加工的结构布局方案，降低适配器质量，同时具备安装操作空间大、星箭连接刚性好、集中力扩散空间大等特点。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种双星点式适配器，采用结构承载效率更高的结构布局方案，降低了适配器重量，具备结构效率高、结构零件简洁、安装操作空间大、集中力扩散等特点。

本发明的技术方案如下：

一种双星点式适配器，包括方柱段、锥段和支架；其中，

所述的方柱段为横截面为方形的长柱金属铆接结构，其包括纵梁和方形框，所述的纵梁连于所述的锥段的上端面形成所述的方柱段的整体方形框架，并沿所述的方柱段上设有若干个所述的方形框；

所述的锥段为上方、下圆的一体成型混合直接过渡的金属结构，其上端面连接所述的方柱段，其下端面连接运载火箭圆形舱体；

所述的支架对称地安装于所述的方形框与所述的纵梁交汇的直角外侧，其中，位于所述的方柱段两侧的所述的支架提供对称地设置两颗卫星的安装端，而在两颗卫星之间的所述的方柱段的侧面空间由所述的支架还提供设置星箭连接分离装置的安装端。

优选为，所述的方柱段的横截面为正方形，其包括四根所述的纵梁和三个所述的方形框，其中一个所述的方形框设在所述的方柱段的顶端，另外两个所述的方形框沿所述的方柱段间隔地设置，且最下面的所述的方形框离所述的锥段的上端面一段距离。

优选为，包括八个所述的支架且分为两组，其中一组所述的支架设在最上面的所述的方形框上，另一组所述的支架设在最下面的所述的方形框上。

优选为，，所述的方柱段还包括桁条，在两所述的方形框之间和所述的方形框与所述的锥段之间均设有若干条所述的桁条。

优选为，所述的方柱段还包括扩散架，所述的扩散架设在所述的方柱段与所述的锥段连接的夹角处。

优选为，所述的锥段的壳体厚度在连接点正下方较薄而两侧较厚。

优选为，所述的支架与卫星的连接面凸出所述的方柱段一侧的表面，以提供与卫星底板间的安全距离。

优选为，所述的支架与供星箭连接分离装置安装的操作面凸出所述的方柱段另外一侧的表面。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

第一，本发明的重量轻，理由如下：

1)相较于传统圆型横截面适配器，方型截面适配器与卫星底部的相邻面为平面，无圆弧中心的弦高，无需通过更高更重的支架增大安全包络；

2)相较于传统圆型横截面适配器，方型截面适配器存在直角，将星箭连接用支架布置于该处，可将适配器侧面空间作为星箭连接分离装置的安装操作及检测的空间，更为充裕，无需通过更高更重的支架获取安装检测空间；

3)由1)和2)所述可知，本发明的卫星和适配器主结构的距离更近，卫星载荷力臂更小，对适配器主结构的承载能力要求降低，结构重量更轻；

4)本发明的适配器下侧锥段采用上方、下圆的一体成型混合直接过渡的金属壳结构，过渡均匀，传力路径直接，无局部附加弯矩，结构承载效率高，结构重量更轻；

第二，本发明的安装操作空间大，如图4所示，相较于传统圆型横截面适配器，方型截面适配器存在直角，将星箭连接用支架布置于该处，可将适配器侧面空间作为星箭连接分离装置的安装操作及检测的空间，较为充裕；

第三，本发明的结构简洁、工艺性好，所述适配器上端为方柱，所有框、桁条、支架等均为直线或直角结构，结构设计清晰简洁，无需像传统舱体做钣金折弯框桁，加工装配工艺性好；所述锥段为一体成型机加单件成品，结构设计清晰简洁，无需多零件转接匹配过渡，加工工艺性好；

第四，本发明的适配器刚性好，由于卫星底板为平面，适配器方柱段也为平面，相比于传统圆柱型适配器，同样星箭组合体最大包络下，适配器主结构外轮廓可设计的更大，适配器横截面更大，抗弯扭得能力更强，一阶弯扭频率较高；对于竖直细长状舱体，其一阶弯扭基频为整体基率，需避开火箭较低的一阶基频，避免振动耦合放大；

第五，本发明的集中力扩散空间大，所述双星点式适配器采用侧挂式布局，连接点在适配器柱段较高位置，下侧存在扩散架和具有扩散结构的锥段，连接点的集中力向锥段下端面连接的舱体传递的路径长，也即扩散空间大，扩散效果容易保证。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为本发明的一种双星点式适配器的三轴测图；

图2为本发明的一种双星点式适配器的主视图；

图3为本发明的一种双星点式适配器的俯视图；

图4为本发明的一种双星点式适配器与卫星和星箭连接分离装置组装后的俯视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

为了更好的说明本发明，下方结合附图对本发明进行详细的描述。

如图1～4所示，本发明的一种双星点式适配器，包括方柱段1、锥段2和支架3；其中，

所述的方柱段1为横截面为方形的长柱金属铆接结构，其包括纵梁12和方形框11，所述的纵梁12连于所述的锥段2的上端面21形成所述的方柱段1的整体方形框架，并沿所述的方柱段1上设有若干个所述的方形框11；

所述的锥段2为上方、下圆的一体成型混合直接过渡的金属结构，其上端面21连接所述的方柱段1，其下端面22连接运载火箭圆形舱体；

所述的支架3对称地安装于所述的方形框11与所述的纵梁12交汇的直角外侧，其中，位于所述的方柱段1两侧的所述的支架3提供对称地设置两颗卫星的安装端，而在两颗卫星之间的所述的方柱段1的侧面空间由所述的支架3还提供设置星箭连接分离装置的安装端。

在本发明的一具体实施例中，所述的方柱段1的横截面为正方形，其包括四根所述的纵梁12和三个所述的方形框11，其中一个所述的方形框11设在所述的方柱段1的顶端，另外两个所述的方形框11沿所述的方柱段1间隔地设置，且最下面的所述的方形框1离所述的锥段2的上端面21一段距离。

在该实施例中，还优选所述的支架3的个数设置为八个且分为两组，每组四个，其中一组所述的支架3设在最上面的所述的方形框11上，另一组所述的支架3设在最下面的所述的方形框11上，即中间一个所述的方形框11不设有所述的支架3，即分布在两侧的四个所述的支架3提供对称地设置两颗卫星的安装端。

继续前一实施例，在本发明的另一实施例中，所述的方柱段1还包括桁条13，用以加固所述的方柱段1，具体而言，在本实施例中，在两所述的方形框11之间和所述的方形框11与所述的锥段2之间均设有若干条所述的桁条13，即存在三层所述的桁条13层。

又继续前两实施例中的一个，在本发明的又一实施例中，所述的方柱段1还包括扩散架14，进一步提供载荷的扩散途径，具体而言，在本实施例中，所述的扩散架14设在所述的方柱段1与所述的锥段2连接的夹角处。若所述的纵梁12的数量为四根时，此时，所述的扩散架14的个数应对应为四个。对此，所述的纵梁12、所述的方形框11、所述的桁条13和所述的扩散架14之间采用螺栓连接。

在以下若干技术特征中，上述实施例可择一或若干甚至可选择全部，以进一步增加本发明的适配器性能，具体由本领域技术人员进行选择。

所述的锥段2的壳体厚度在连接点正下方较薄而两侧较厚，将所述的纵梁12的载荷进行扩散。

所述的支架3与卫星的连接面凸出所述的方柱段1一侧的表面，以提供与卫星底板间的安全距离。

所述的支架3与供星箭连接分离装置安装的操作面凸出所述的方柱段1另外一侧的表面，用于星箭分离装置的安装操作。

综上，本发明的适配器的卫星载荷通过支架3传递L型纵梁12上，并纵向传递到扩散架14和具有扩散结构的锥段2上，避免运载火箭舱体因载荷不均匀而需局部加强。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种双星点式适配器，其特征在于，包括方柱段、锥段和支架；其中，所述的方柱段为横截面为方形的长柱金属铆接结构，其包括纵梁和方形框，所述的纵梁连于所述的锥段的上端面形成所述的方柱段的整体方形框架，并沿所述的方柱段上设有若干个所述的方形框；

所述的锥段为上方、下圆的一体成型混合直接过渡的金属结构，其上端面连接所述的方柱段，其下端面连接运载火箭圆形舱体；

所述的支架对称地安装于所述的方形框与所述的纵梁交汇的直角外侧，其中，位于所述的方柱段两侧的所述的支架提供对称地设置两颗卫星的安装端，而在两颗卫星之间的所述的方柱段的侧面空间由所述的支架还提供设置星箭连接分离装置的安装端。

2.根据权利要求1所述的双星点式适配器，其特征在于，所述的方柱段的横截面为正方形，其包括四根所述的纵梁和三个所述的方形框，其中一个所述的方形框设在所述的方柱段的顶端，另外两个所述的方形框沿所述的方柱段间隔地设置，且最下面的所述的方形框离所述的锥段的上端面一段距离。

3.根据权利要求1或2所述的双星点式适配器，其特征在于，包括八个所述的支架且分为两组，其中一组所述的支架设在最上面的所述的方形框上，另一组所述的支架设在最下面的所述的方形框上。

4.根据权利要求3所述的双星点式适配器，其特征在于，所述的方柱段还包括桁条，在两所述的方形框之间和所述的方形框与所述的锥段之间均设有若干条所述的桁条。

5.根据权利要求1所述的双星点式适配器，其特征在于，所述的方柱段还包括扩散架，所述的扩散架设在所述的方柱段与所述的锥段连接的夹角处。

6.根据权利要求1所述的双星点式适配器，其特征在于，所述的锥段的壳体厚度在连接点正下方较薄而两侧较厚。

7.根据权利要求1所述的双星点式适配器，其特征在于，所述的支架与卫星的连接面凸出所述的方柱段一侧的表面，以提供与卫星底板间的安全距离。

8.根据权利要求1所述的双星点式适配器，其特征在于，所述的支架与供星箭连接分离装置安装的操作面凸出所述的方柱段另外一侧的表面。