CN113348746B - 一种大型外承力筒多次分离运输航天器构型 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种大型外承力筒可多次分离运输航天器构型，由支撑舱、交会对接舱及推进仪器舱组成。本发明所述航天器，能够携带较多推进剂已完成较大速度增量的变轨任务；设置支撑舱用于承载被运输的飞行器，并在分离被运输的飞行器后将之分离；设置交会对接舱，用于布局交会对接设备，并在完成交会对接任务后将之分离；设置推进仪器舱，用于安装推进剂贮箱、太阳帆板、仪器设备等，推进仪器舱采用外承力筒构型，便于承载被运输的飞行器，并以较短的传力路径将载荷传递至运载火箭。

Description

一种大型外承力筒多次分离运输航天器构型

技术领域

本发明涉及一种航天器构型，主要应用于大速度增量的飞行器运输和交会对接任务，适用于月球探测、火星探测及其他深空探测领域，也可应用于地球高轨的类似任务。

背景技术

在月球探测、火星探测等深空探测领域，对于完成采样返回的任务，探测器需要配置从环绕飞行轨道下降到星球表面的着陆器，也需要配置从星球表面起飞进入环绕飞行轨道的上升器。因此，需要配置运输航天器，在完成与运载火箭分离后，携带其他飞行器到达目标星球，并进行轨道制动，完成引力捕获，进入环绕目标星球的飞行轨道。在制动过程中，由于需要完成较大速度增量，并且飞行器规模较大，故需要消耗较多推进剂。之后将着陆器、上升器分离。待上升器从星球表面起飞后，该运输航天器需与之完成交会对接任务。

由此，需要一种能携带较多推进剂已完成轨道运输任务并具备交会对接能力的运输航天器。

发明内容

本发明的目的是提供一种大型外承力筒多次分离运输航天器构型，以适应完成轨道运输任务和空间交会对接任务的航天器的需求。

为解决上述技术问题，本发明提供一种运输航天器构型，包括支撑舱、交会对接舱和推进仪器舱，各舱段通过连接分离装置实现连接和分离。设置推进仪器舱，用于安装推进剂贮箱、太阳帆板、仪器设备；所述推进仪器舱采用外承力筒构型；设置支撑舱用于承载被运输的飞行器，并在分离被运输的飞行器后将之分离；设置交会对接舱，用于布局交会对接设备，并在完成交会对接任务后将之分离。

一些实施中，所述支撑舱采用锥台或圆柱构型；

一些实施中，所述支撑舱顶部布局与被运输飞行器的连接分离装置；

一些实施中，所述支撑舱可以在轨与推进仪器舱分离；

一些实施中，所述交会对接舱专门布局交会对接设备；

一些实施中，对接设备布置于交会对接舱顶端轴心位置；

一些实施中，所述交会对接舱可以在轨与推进仪器舱分离；

一些实施中，所述推进仪器舱的推进剂贮箱采用四贮箱平铺布局形式；一些实施中，贮箱部分下探于运载火箭的有效载荷支架内部；

一些实施中，承力筒外壁安装太阳帆板。

本发明提供的大型外承力筒多次分离运输航天器构型具有以下有益效果：支撑舱采用锥台构型，推进仪器舱采用外承力筒构型，能够将被运输航天器的载荷以最短的传力路径传递至运载火箭；支撑舱分离后，将对接仪器舱暴露于航天器最前端，便于后续的交会对接任务；对接舱分离后，可节约后续变轨任务需要的推进剂消耗。

结合附图，根据下文的通过示例说明本发明主旨的描述可清楚本发明的其他方面和优点。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的运输航天器构型的三舱状态示意图；

图2为本发明的运输飞行器构型的两舱状态示意图；

图3为本发明的空运输飞行器构型的单舱状态示意图。

具体实施方式

参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。

应理解，本发明的描述/图示为单个单元的部分可存在于两个或两个以上的物理上独立但合作实现所描述/图示之功能的实体。此外，描述/图示为两个或两个以上物理上独立的部分可集成入一个单独的物理上实体以进行所描述/图示的功能。

现参考附图详细描述根据本发明实施例的一种航天器构型，从顶部到底端分别为支撑舱1，交会对接舱2和推进仪器舱3。

所述支撑舱采用锥台构型，顶部布局与被运输飞行器的连接分离装置。连接分离装置可以选用Φ1666、Φ1828、Φ2000等包带接口或6点、8点、12点等点式分离机构。支撑舱底部与推进仪器舱的连接分离装置可以选用Φ2800等包带接口或12点点式分离机构。

所述交会对接舱专门布局交会对接设备，交会敏感器包括微波雷达、激光雷达和近场光学敏感器等，布置在交会对接舱侧面。对接机构布置于交会对接舱顶端轴心位置，采用中心轴向对接的方式，保证与目标飞行器对接时因碰撞产生的干扰力矩对两器的姿态干扰较小，并利于对接后的组合体控制。对接舱底部与推进仪器舱了连接分离装置可以选用4点点式分离机构。

所述推进仪器舱采用外承力筒构型，与锥台式支撑舱结合，以最短的传力路径将被运输航天器载荷传递至运载火箭。所述推进仪器舱的推进剂贮箱采用四贮箱平铺布局形式，中心对称，便于整个航天器质量特性设计与控制。贮箱部分下探于运载火箭的有效载荷支架内部，以最大限度降低推进仪器舱高度，缩短被运输航天器传力路径，减轻结构质量，提高整个探测器横向基频。安装于承力筒外壁的太阳帆板可持续为飞行器提供能源，满足长期飞行任务要求。

本发明旨在提供一种大型外承力筒多次分离运输航天器构型，可以满足完成轨道运输任务和空间交会对接任务的航天器的需求。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种大型外承力筒多次分离运输航天器构型，其特征在于：

设置推进仪器舱，用于安装推进剂贮箱、太阳帆板、仪器设备；所述推进仪器舱采用外承力筒构型；

设置支撑舱用于承载被运输的飞行器，并在分离被运输的飞行器后将之分离；

设置对接舱，用于布局交会对接设备，并在完成交会对接任务后将之分离；

所述支撑舱、对接舱、推进仪器舱依次通过连接分离装置实现连接和分离；

所述推进仪器舱具备独立飞行能力，可单独完成飞行任务；

所述推进仪器舱具备与对接舱组合飞行能力；

所述推进仪器舱具备与支撑舱组合飞行能力；

所述推进仪器舱具备与对接舱、支撑舱组合飞行能力。

2.根据权利要求1所述的大型外承力筒多次分离运输航天器构型，其特征在于，所述支撑舱采用锥台或圆柱构型。

3.根据权利要求2所述的大型外承力筒多次分离运输航天器构型，其特征在于，所述支撑舱顶部布局与被运输飞行器的连接分离装置。

4.根据权利要求2所述的大型外承力筒多次分离运输航天器构型，其特征在于，所述支撑舱可在轨与推进仪器舱分离。

5.根据权利要求1所述的大型外承力筒多次分离运输航天器构型，其特征在于，所述对接舱专门布局交会对接设备；对接设备布置于对接舱顶端轴心位置。

6.根据权利要求5所述的大型外承力筒多次分离运输航天器构型，其特征在于，所述对接舱可以在轨与推进仪器舱分离。

7.根据权利要求1所述的大型外承力筒多次分离运输航天器构型，其特征在于，所述推进仪器舱的推进剂贮箱四贮箱平铺布局，采用平板、上球冠、下球冠或锥台作为贮箱承力模块。

8.根据权利要求7所述的大型外承力筒多次分离运输航天器构型，其特征在于，所述推进仪器舱的贮箱承力模块与外承力筒通过十字隔板连接。

9.根据权利要求1所述的大型外承力筒多次分离运输航天器构型，其特征在于，所述推进剂贮箱部分下探于运载火箭的有效载荷支架内部。

10.根据权利要求1所述的大型外承力筒多次分离运输航天器构型，其特征在于，所述外承力筒外壁安装太阳帆板。

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