CN112055686B - 一种点式分离卫星星箭对接结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种点式分离卫星星箭对接结构，包括空腔结构的对接装置以及过渡块，其中对接装置安装于火箭支架的星箭对接面上，过渡块安装于卫星主结构与所述对接装置之间，其上表面与卫星主结构的下表面接触，下表面与对接装置的上表面接触。

Description

一种点式分离卫星星箭对接结构

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，特别涉及一种点式分离卫星星箭对接结构。

背景技术

随着航天产业的发展，卫星发射数量大幅增加。特别是近年来，为了实现对全球形成充分覆盖的互联网及物联网业务，国内外多家单位和公司均提出了低轨通信星座方案，这类低轨通信星座通常由几十至数百颗具备互联网和/或物联网功能的卫星组成。这些卫星上均安装有精密的电子设备，一旦电子设备出现故障，将直接影响卫星的正常工作。

目前大部分卫星采用如图1所示的四点连接的方式与火箭对接安装，其中，卫星101与火箭支架102采用点式分离，采用爆炸螺栓或分离螺母的方式，且作动力均来自火工品。传统点式分离卫星星箭对接装置的结构如图2所示，卫星101的主结构1012与卫星的星箭对接面1011是一个整体，所述星箭对接面1011与火箭支架102的星箭对接面1021通过上分离装置201以及下分离装置202螺接在一起，其中，上分离装置201内置螺栓，下分离装置202内置螺母。点式分离的原理如图3所示，卫星与火箭的对接面303及304螺接在一起，收到分离指令后，下分离装置302中内置的分离螺母在火工品作用下张开，同时上分离装置301中内置的螺栓在弹簧作用下抽出，使得卫星与火箭分离，在此过程中，火工品爆炸以及连接界面305的形变能释放所形成的冲击载荷将直接通过卫星主结构传递到星上设备，同时，由于卫星结构刚性大，冲击载荷较难衰减，其极有可能会对卫星的精密电子设备形成破坏作用。

因此，如何降低卫星上电子设备受到的冲击载荷已成为卫星研制中的一个重要课题。

发明内容

为了降低星箭分离时传递到卫星设备上的冲击载荷，保护卫星的精密电子设备，本发明提供一种点式分离卫星星箭对接结构，包括：

对接装置，为空腔结构，安装于火箭支架的星箭对接面上；以及

过渡块，安装于卫星主结构与所述对接装置之间。

进一步地，所述对接装置与所述火箭支架的星箭对接面通过上分离装置及下分离装置固定连接。

进一步地，所述上分离装置内置螺栓，且下分离装置内置螺母。

进一步地，所述对接装置的材料为铝合金材料。

进一步地，所述过渡块包括贯穿所述过渡块的通孔，所述卫星主结构穿过所述通孔，与所述对接装置螺接。

进一步地，所述过渡块的材料为铅材料。

本发明提供的点式分离卫星星箭对接结构，包括空腔结构的对接装置，同时在卫星主结构与所述对接装置之间，按照平垫方式安装有铅材料制成的过渡块。经分析计算，空腔结构可以改变冲击的传递路径，使冲击载荷传递按照多段折线方式传递，能够衰减70％的冲击载荷，同时过渡块的安装增加了两个连接界面，能够衰减65％的冲击载荷，且所述过渡块采用铅材料，铅材料能够有效吸收冲击载荷，在吸收冲击载荷的同时不会影响整体结构的刚度和强度。综合而言，本发明提供的点式分离卫星星箭对接结构能够衰减89.5％的冲击载荷。

附图说明

为进一步阐明本发明的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本发明的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本发明的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。

图1示出传统点式分离卫星星箭对接装置的连接示意图；

图2示出传统点式分离卫星星箭对接装置的结构示意图；

图3示出点式分离原理示意图；

图4示出本发明一个实施例的一种点式分离卫星星箭对接结构的结构示意图；

图5a及图5b示出本发明一个实施例的一种点式分离卫星星箭对接结构中的对接装置的结构示意图；以及

图6示出本发明一个实施例的一种点式分离卫星星箭对接结构的连接示意图。

具体实施方式

以下的描述中，参考各实施例对本发明进行描述。然而，本领域的技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法、材料或组件一起实施各实施例。在其它情形中，未示出或未详细描述公知的结构、材料或操作以免模糊本发明的发明点。类似地，为了解释的目的，阐述了特定数量、材料和配置，以便提供对本发明的实施例的全面理解。然而，本发明并不限于这些特定细节。此外，应理解附图中示出的各实施例是说明性表示且不一定按正确比例绘制。

在本说明书中，对“一个实施例”或“该实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。在本说明书各处中出现的短语“在一个实施例中”并不一定全部指代同一实施例。

需要说明的是，本发明的实施例以特定顺序对工艺步骤进行描述，然而这只是为了阐述该具体实施例，而不是限定各步骤的先后顺序。相反，在本发明的不同实施例中，可根据工艺的调节来调整各步骤的先后顺序。

为了降低星箭分离时传递到卫星设备上的冲击载荷，保护卫星的精密电子设备，本发明提供一种点式分离卫星星箭对接结构，下面结合实施例附图对该结构进行进一步描述。

图4示出本发明一个实施例的一种点式分离卫星星箭对接结构的结构示意图，如图4所示，一种点式分离卫星星箭对接结构包括：

对接装置401，安装于火箭支架102的星箭对接面1021上。如图5a及5b所示，所述对接装置401为空腔结构，其上表面面积小于其下表面面积，且对接装置401的下表面面积不大于所述星箭对接面1021的表面积以及所述对接装置401的上表面面积不小于卫星主结构1012的下表面面积。空腔结构的对接装置可以改变冲击的传递路径，使冲击载荷传递按照多段折线方式传递，能够有效衰减冲击载荷。在本发明的一个实施例中，所述对接装置401与所述火箭支架的星箭对接面1021通过上分离装置403及下分离装置404连接；在本发明的又一个实施例中，所述上分离装置403中内置有螺栓，且下分离装置404中内置有螺母，收到分离指令后，通过引爆火工品，下分离装置中内置的分离螺母在火工品作用下张开，同时上分离装置中内置的螺栓在弹簧作用下抽出，实现卫星与火箭分离；以及

过渡块402，安装于卫星主结构1012与所述对接装置401之间。在本发明的一个实施例中，所述过渡块402上具有一个贯穿所述过渡块402的通孔，所述卫星主结构1012经由所述通孔与所述对接装置401螺接，则所述过渡块402的上下表面分别与所述卫星主结构1012的下表面及所述卫星对接装置401的上表面接触，相较于传统的星箭对接装置而言，增加了两个连接界面，有效地衰减了冲击载荷的传递。在本发明的一个实施例中，所述过渡块402的材料为铅材料，铅材料一方面能够有效吸收冲击载荷，另一方面又不会降低卫星整体结构的刚度和强度。

图6示出本发明一个实施例的一种点式分离卫星星箭对接结构的连接示意图，如图6所示，当需要进行星箭分离时，通过引爆火工品，使得上分离装置及下分离装置分离，最终使得卫星101脱离火箭支架102。

尽管上文描述了本发明的各实施例，但是，应该理解，它们只是作为示例来呈现的，而不作为限制。对于相关领域的技术人员显而易见的是，可以对其做出各种组合、变型和改变而不背离本发明的精神和范围。因此，此处所公开的本发明的宽度和范围不应被上述所公开的示例性实施例所限制，而应当仅根据所附权利要求书及其等同替换来定义。

Claims (4)

1.一种点式分离卫星星箭对接结构，其特征在于，包括：

对接装置，其包括由上顶板、下底板、左侧板、右侧板及后挡板形成的空腔结构，且通过上分离装置及下分离装置固定连接于火箭支架的星箭对接面上，其中所述上顶板的面积小于所述下底板的面积，且所述下底板的面积不大于所述星箭对接面的表面积，所述上顶板的面积不小于卫星主结构的下表面面积，所述左侧板及右侧板固定于所述上顶板与下底板之间；以及

过渡块，安装于卫星主结构与所述对接装置之间，所述过渡块的上表面与所述卫星主结构的下表面接触，且所述过渡块的下表面与所述对接装置的上表面接触，所述过渡块包括贯穿所述过渡块的通孔，所述卫星主结构穿过所述通孔，与所述对接装置螺接。

2.如权利要求1所述的结构，其特征在于，所述上分离装置内置螺栓，且下分离装置内置螺母。

3.如权利要求1所述的结构，其特征在于，所述对接装置的材料为铝合金材料。

4.如权利要求1所述的结构，其特征在于，所述过渡块的材料为铅材料。