CN109229422A - 一种舱板式卫星构型及其装配方法 - Google Patents

Abstract

一种舱板式卫星构型及其装配方法属于航天器设计技术领域，目的在于解决现有技术存在的价格高昂、技术复杂以及可靠性差的问题。本发明的一种舱板式卫星构型包括：卫星主结构；固定在卫星主结构一个外侧壁的体贴帆板；设置在卫星主结构相对的两个侧壁上的两个展开帆板，两个所述展开帆板关于体贴帆板对称设置，所述展开帆板相对所对应的卫星主结构的侧壁倾斜设置；以及设置在和所述体贴帆板相对的侧壁上的多个支腿。本发明结构简单可靠，空间利用率高，力学性能好，可以根据任务需求实现快速设计和快速装配，可扩展能力强、成本低。容易实现一箭多星发射。

Description

一种舱板式卫星构型及其装配方法

技术领域

本发明属于航天器设计技术领域，具体涉及一种舱板式卫星构型、卫星系统以及卫星构型的装配方法。

背景技术

卫星构型布局设计的任务就是要满足有效载荷设备的安装和指向要求，满足卫星各分系统设备的指向与安装要求，同时整星要具备良好的刚度特性，尽可能减小整星结构占比，减小转动惯量以提高机动性能。卫星还要求具备总装可操作性、具备足够的太阳电池阵面积以满足能源需求。

目前微小卫星大部分采用舱板式结构，卫星通过对接环与火箭连接，对接环安装在卫星的对天面，对接环不仅质量重同时加工成本高昂；太阳帆板压紧在卫星主体两侧，在轨解锁展开，为了实现更多的功能，尽可能多的安装单机，卫星的电功率越来越大，为了增加太阳帆板面积，目前一般采用太阳帆板多次折叠压紧形式，多次折叠太阳帆板不仅价格高昂同时技术复杂，需要多次展开，可靠性差。

发明内容

本发明的目的在于提出一种舱板式卫星构型及其装配方法，解决现有技术存在的价格高昂、技术复杂以及可靠性差的问题。

为实现上述目的，本发明的一种舱板式卫星构型包括：

卫星主结构；

固定在卫星主结构一个外侧壁的体贴帆板；

设置在卫星主结构相对的两个侧壁上的两个展开帆板，两个所述展开帆板关于体贴帆板对称设置，所述展开帆板相对所对应的卫星主结构的侧壁倾斜设置；

以及设置在和所述体贴帆板相对的侧壁上的多个支腿。

所述展开帆板一侧和所述卫星主结构的侧壁一侧通过铰链连接，展开帆板相对所述卫星主结构的侧壁的表面通过支架和所述卫星主结构的侧壁固定连接，铰接处为靠近体贴帆板一侧。

所述支架通过螺钉和所述卫星主结构的侧壁固定连接，通过爆炸切割器和展开帆板固定连接。

所述支腿数量为四个。

所述体贴帆板通过螺钉固定在所述卫星主结构的侧壁上。

所述卫星主结构为由对接板、后侧板、左侧板、右侧板、上侧板和下侧板组成的箱体结构以及安装在箱体结构内的卫星载荷，箱体结构内部设置有隔板；所述对接板、后侧板、左侧板、右侧板、上侧板、隔板和下侧板均为具有蜂窝结构的蜂窝芯子夹层板；所述对接板和所述后侧板相对设置，所述支腿通过螺钉和所述对接板固定连接，所述支腿通过爆炸螺栓和运载火箭固定连接。

一种舱板式卫星构型的装配方法包括以下步骤：

步骤一：使用螺钉将支腿安装在对接板上；

步骤二：上侧板、隔板和下侧板通过螺钉与对接板连接，上侧板、隔板和下侧板通过螺钉与后侧板连接，安装上侧板、隔板和下侧板朝上侧平面的载荷；

步骤三：将步骤二获得的结构竖直翻转180°，安装上侧板、隔板和下侧板朝上侧平面的载荷；

步骤四：使用螺钉将左侧板和右侧板与步骤三中获得的结构连接，安装左侧和右侧板上的载荷和设备；

步骤五：通过螺钉将两个支架对称固定在左侧板和右侧板外表面；

步骤六：将体贴帆板通过螺钉固定在后侧板外表面，将两个展开帆板一侧通过铰链和所述卫星主结构的侧壁一侧连接，两个所述展开帆板分别通过爆炸螺栓和两个支架固定连接，使两个展开帆板分别相对左侧板和右侧板倾斜设置，完成装配。

本发明的有益效果为：本发明的一种舱板式卫星构型及其装配方法中，卫星主结构由蜂窝芯子夹层板按照一定顺序通过螺钉拼接而成，载荷布置在卫星主结构的舱内和舱外，卫星主结构通过支腿与火箭连接。支腿分布在对接板上，火工品安装在支腿内，通过支腿使卫星侧挂在整流罩的框架上。所述卫星侧挂在整流罩的框架上，可以充分利用整流罩的空间，可以实现一箭多星发射。所述太阳帆板在所述卫星主结构的外侧，太阳帆板通过支架与卫星主结构呈一定夹角，用于扩大太阳帆板面积。本发明综合考虑星箭对接接口、太阳帆板和蜂窝芯子夹层板布局方式等因素并进行综合优化设计，在满足载荷及设备安装布局要求的基础上，降低卫星成本和研发周期，便于批量化生产和可以实现快速组网。本发明具有质心低、惯量小、结构简单和力学性能好等特点，可应用于具有低成本、快速响应、敏捷机动等要求的航天器。具备以下优点：

1.本发明中卫星主结构为舱板式结构，结构简单可靠，空间利用率高，力学性能好，可以根据任务需求实现快速设计和快速装配，可扩展能力强。

2.本发明中卫星主结构通过支腿侧挂在整流罩内的框架上，充分利用整流罩内的空间。

3.本发明中太阳帆板与卫星主结构呈一定夹角，增大太阳帆板面积，满足载荷电功耗要求，结构简单可靠，成本低。

4.本发明中微小卫星构型空间包络利用更为充分，在同等条件下，更容易实现一箭多星发射或者搭载发射，节约发射成本。

附图说明

图1为本发明的一种舱板式卫星构型分解示意图；

图2为本发明的一种舱板式卫星构型发射状态示意图；

图3为本发明的一种舱板式卫星构型在轨状态示意图；

图4为本发明的一种舱板式卫星构型一箭多星发射示意图；

其中：1、卫星主结构，101、卫星载荷，102、对接板，103、后侧板，104、左侧板，105、右侧板，106、上侧板，107、隔板，108、下侧板，2、体贴帆板，3、展开帆板，4、支腿，5、铰链，6、支架，7、火箭。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

参见附图1-附图4，本发明的一种舱板式卫星构型包括：

卫星主结构1，所述卫星主结构1为由对接板102、后侧板103、左侧板104、右侧板105、上侧板106和下侧板108组成的箱体结构以及安装在箱体结构内的卫星载荷101，所述箱体结构内部设置有隔板107；所述对接板102、后侧板103、左侧板104、右侧板105、上侧板106、隔板107和下侧板108均为具有蜂窝结构的蜂窝芯子夹层板；具有质量轻刚度大的特点；根据任务需求，确保卫星载荷101合理布置在蜂窝芯子夹层板上，确保热控、走线和装配能顺利实施，确保振动和冲击量级在卫星载荷101要求范围内；

固定在后侧板103外表面的体贴帆板2；

设置在左侧板104和右侧板105外表面的两个展开帆板3，两个所述展开帆板3关于体贴帆板2对称设置，两个所述展开帆板3分别相对左侧板104和右侧板105倾斜设置；

以及设置在对接板102外表面的多个支腿4。

两个所述展开帆板3一侧分别和所述左侧板104和右侧板105一侧通过铰链5连接，两个展开帆板3通过支架6分别和所述左侧板104和右侧板105外表面固定连接，铰接处为靠近体贴帆板2一侧。所述展开帆板3采用可压紧展开太阳电池阵单翼构型，体贴帆板2固定在卫星主结构1上，展开帆板3对称压紧安装在支架6上，展开帆板3通过铰链5与卫星主结构1连接，展开帆板3与卫星主结构1呈一定角度，具体角度要根据展开帆板3面积和形状确定，要保证展开帆板3经过火箭7发射段和星箭分离后能通过火工品起爆正常展开。本专利中，夹角为20度，扩大展开帆板3面积。本发明的微小卫星构型搭载火箭7式，多个微小卫星构型沿运载火箭7的运载轴线的圆周分布，充分利用整流罩内的空间，实现一箭多星发射布局或者搭载布局。

所述支架6通过螺钉和所述左侧板104和右侧板105外表面固定连接，通过爆炸切割器和展开帆板3固定连接。爆炸切割器是一种航天器上常见的火工分离装置，火工分离装置因其具有体积小、结构紧凑、能量密度高等优点，在航天工程领域得到了广泛的应用，本发明采用的型号是QG-35-3型号爆炸切割器。

所述支架6安装爆炸切割器，展开帆板3固定在支架6，展开帆板3展开时，爆炸切割器起爆，展开帆板3展开。

所述支腿4通过爆炸螺栓与火箭固定，到达预定轨道，爆炸螺栓起爆，星箭分离成功。

支腿4数量可以根据具体情况而定，本实施例中，采用四个支腿4。

所述对接板102和所述后侧板103相对设置，所述支腿4通过螺钉和所述对接板102固定连接，所述支腿4通过爆炸螺栓和运载火箭7固定连接。

一种舱板式卫星构型的装配方法包括以下步骤：

步骤一：使用螺钉将支腿4安装在对接板102上；

步骤二：上侧板106、隔板107和下侧板108通过螺钉与对接板102连接，上侧板106、隔板107和下侧板108通过螺钉与后侧板103连接，安装上侧板106、隔板107和下侧板108朝上侧平面的载荷；

步骤三：将步骤二获得的结构竖直翻转180°，安装上侧板106、隔板107和下侧板108朝上侧平面的载荷；

步骤四：使用螺钉将左侧板104和右侧板105与步骤三中获得的结构连接，安装左侧和右侧板105上的载荷和设备；

步骤五：通过螺钉将两个支架6对称固定在左侧板104和右侧板105外表面；

步骤六：将体贴帆板2通过螺钉固定在后侧板103外表面，将两个展开帆板3一侧通过铰链5和所述卫星主结构板的侧壁一侧连接，两个所述展开帆板3分别通过爆炸螺栓和两个支架6固定连接，使两个展开帆板3分别相对左侧板104和右侧板105倾斜设置，完成装配。

Claims (7)

1.一种舱板式卫星构型，包括：

卫星主结构(1)；

其特征在于，还包括：

固定在卫星主结构(1)一个外侧壁的体贴帆板(2)；

设置在卫星主结构(1)相对的两个侧壁上的两个展开帆板(3)，两个所述展开帆板(3)关于体贴帆板(2)对称设置，所述展开帆板(3)相对所对应的卫星主结构(1)的侧壁倾斜设置；

以及设置在和所述体贴帆板(2)相对的侧壁上的多个支腿(4)。

2.根据权利要求1所述的一种舱板式卫星构型，其特征在于，所述展开帆板(3)一侧和所述卫星主结构(1)的侧壁一侧通过铰链(5)连接，展开帆板(3)相对所述卫星主结构(1)的侧壁的表面通过支架(6)和所述卫星主结构(1)的侧壁固定连接，铰接处为靠近体贴帆板(2)一侧。

3.根据权利要求2所述的一种舱板式卫星构型，其特征在于，所述支架(6)通过螺钉和所述卫星主结构(1)的侧壁固定连接，通过爆炸切割器和展开帆板(3)固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种舱板式卫星构型，其特征在于，所述支腿(4)数量为四个。

5.根据权利要求1所述的一种舱板式卫星构型，其特征在于，所述体贴帆板(2)通过螺钉固定在所述卫星主结构(1)的侧壁上。

6.根据权利要求1所述的一种舱板式卫星构型，其特征在于，所述卫星主结构(1)为由对接板(102)、后侧板(103)、左侧板(104)、右侧板(105)、上侧板(106)和下侧板(108)组成的箱体结构以及安装在箱体结构内的卫星载荷(101)，所述箱体结构内部设置有隔板(107)；所述对接板(102)、后侧板(103)、左侧板(104)、右侧板(105)、上侧板(106)、隔板(107)和下侧板(108)均为具有蜂窝结构的蜂窝芯子夹层板；所述对接板(102)和所述后侧板(103)相对设置，所述支腿(4)通过螺钉和所述对接板(102)固定连接，所述支腿(4)通过爆炸螺栓和运载火箭(7)固定连接。

7.基于根据权利要求1所述的一种舱板式卫星构型的装配方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：使用螺钉将支腿(4)安装在对接板(102)上；

步骤二：上侧板(106)、隔板(107)和下侧板(108)通过螺钉与对接板(102)连接，上侧板(106)、隔板(107)和下侧板(108)通过螺钉与后侧板(103)连接，安装上侧板(106)、隔板(107)和下侧板(108)朝上侧平面的载荷；

步骤三：将步骤二获得的结构竖直翻转180°，安装上侧板(106)、隔板(107)和下侧板(108)朝上侧平面的载荷；

步骤四：使用螺钉将左侧板(104)和右侧板(105)与步骤三中获得的结构连接，安装左侧和右侧板(105)上的载荷和设备；

步骤五：通过螺钉将两个支架(6)对称固定在左侧板(104)和右侧板(105)外表面；

步骤六：将体贴帆板(2)通过螺钉固定在后侧板(103)外表面，将两个展开帆板(3)一侧通过铰链(5)和所述蜂窝芯子夹层板的侧壁一侧连接，两个所述展开帆板(3)分别通过爆炸螺栓和两个支架(6)固定连接，使两个展开帆板(3)分别相对左侧板(104)和右侧板(105)倾斜设置，完成装配。