CN113581493A - 板状卫星主框架及板状卫星 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及卫星技术领域，尤其是涉及一种板状卫星主框架及板状卫星。所述板状卫星主框架，包括：上框架层和下框架层，所述上框架层内设有上层晶格，所述下框架层内设有下层晶格，所述上框架层的背离所述上层晶格的一侧与所述下框架层的背离所述下层晶格的一侧固定连接。本发明提供的板状卫星主框架能够实现正面和反面安装卫星元件，从而可以减小板状主框架的板面(垂直于板状卫星主框架厚度方向的面)面积，一方面可以提高板状卫星主框架的力学稳定性，且该板状卫星主框架双层结构，能够提高抗弯性能，进一步提高板状卫星主框架的力学稳定性；另一方面可以减小所需整流罩的直径。

Description

板状卫星主框架及板状卫星
技术领域
本发明涉及卫星技术领域，尤其是涉及一种板状卫星主框架及板状卫星。
背景技术
卫星的使用,对经济、科学、信息、安全、人文等社会的方方面面的发展产生着深远的影响。因此，卫星发射技术得到了快速的发展，从一箭一星发展到了一箭多星的发射方式，一箭多星的卫星发射方式是一种高效的航天器发射方式，可以充分的利用火箭的运载能力和降低发射成本，对于多星组网具有较好的实用价值。通常将多个卫星堆叠压紧放置在整流罩中，待整流罩到达设定轨道后，整流罩内的多个卫星得到释放散开，并到达各自的预设位置。
卫星构型多种多样，有一种板状卫星，其包括呈板状设置的主框架和封板，主框架内设置有多个晶格，晶格用于安装卫星元件，封板覆盖在主框架上以将晶格密封；卫星元件的数量越多，所需的晶格数量越多，从而所需的主框架的板面面积越大，这就会导致在机械固定点数量不变的情况下，该板状卫星的主框架力学稳定性差，而且要求整流罩的直径大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种板状卫星主框架及板状卫星，以在一定程度上解决现有技术中存在的机械固定点数量不变的情况下，该板状卫星的主框架力学稳定性差，而且要求整流罩的直径大的技术问题。
本发明提供了一种板状卫星主框架，包括：上框架层和下框架层，所述上框架层内设有上层晶格，所述下框架层内设有下层晶格，所述上框架层的背离所述上层晶格的一侧与所述下框架层的背离所述下层晶格的一侧固定连接。
本发明提供的板状卫星主框架包括背对背设置且连接固定的上框架层和下框架层，上框架层的上层晶格中可以安装卫星元件，下框架层的下层晶格也可以安装卫星元件。在安装相同数量的卫星元件前提下，相较于传统的板状卫星主框架，本发明提供的板状卫星主框架能够实现正面和反面安装卫星元件，从而可以减小板状主框架的板面(垂直于板状卫星主框架厚度方向的面)面积，一方面可以提高板状卫星主框架的力学稳定性，且该板状卫星主框架双层结构，能够提高抗弯性能，进一步提高板状卫星主框架的力学稳定性；另一方面可以减小所需整流罩的直径。
作为一种可选方案，所述上框架层和所述下框架层共用一个底板。
进一步地，所述上框架层和所述下框架层通过连接件固定连接；
或者，所述上框架层和所述下框架层一体成型设置。
作为一种可选方案，所述板状卫星主框架还包括热控层；所述热控层夹设在所述上框架层和所述下框架层之间。
进一步地，所述热控层包括基体和设置在所述基体上的多个工质腔，多个所述工质腔沿所述板状卫星主框架的长度方向或者宽度方向依次间隔设置；所述工质腔内用于填充工质，从而形成热管结构。
进一步地，所述基体上还设有相变腔，所述相变腔沿所述工质腔的长度方向延伸；所述相变腔内用于填充采用相变材料的换热块。
进一步地，所述相变腔内设有导热板，所述导热板用于插入所述换热块内。
进一步地，所述热控层包括基体和设置在基体上的循环流道，所述循环流道用于流通换热液体，所述热控层内设有与所述循环流道连通的驱动件，所述驱动件用于驱动换热液体流动。
进一步地，所述上框架层、所述热控层和所述下框架层一体成型设置。
本发明提供一种板状卫星，包括卫星元件和上述板状卫星主框架，所述上层晶格和所述下层晶格内安装有所述卫星元件。
应当理解，前述的一般描述和接下来的具体实施方式两者均是为了举例和说明的目的并且未必限制本公开。并入并构成说明书的一部分的附图示出本公开的主题。同时，说明书和附图用来解释本公开的原理。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例的板状卫星主框架的结构示意图；
图2为本发明另一实施例的板状卫星主框架的结构示意图；
图3为图2所示的板状卫星主框架的切面图；
图4为图3所示的板状卫星主框架A处的放大图。
图标：10-上框架层；20-下框架层；30-热控层；11-上层晶格；21-下层晶格；31-基体；32-工质腔；33-相变腔；34-导热板。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一：
如图1至图4所示，本发明提供一种板状卫星主框架，包括上框架层10和下框架层20，上框架层10内设有上层晶格11，下框架层20内设有下层晶格21，上框架层10的背离上层晶格11的一侧与下框架层20的背离下层晶格21的一侧固定连接，也即上框架层10和下框架层20背对背设置，上层晶格11和下层晶格21背对背设置，方便在上层晶格11和下层晶格21内安装卫星元件。
本实施例提供的板状卫星主框架包括背对背设置且连接固定的上框架层10和下框架层20，上框架层10的上层晶格11中可以安装卫星元件，下框架层20的下层晶格21也可以安装卫星元件。在安装相同数量的卫星元件前提下，相较于传统的板状卫星主框架，本实施例提供的板状卫星主框架能够实现正面和反面安装卫星元件，从而可以减小板状主框架的板面(垂直于板状卫星主框架厚度方向的面)面积，一方面可以提高板状卫星主框架的力学稳定性，且该板状卫星主框架双层结构，能够提高抗弯性能，进一步提高板状卫星主框架的力学稳定性；另一方面可以减小所需整流罩的直径。
其中，上框架层10的板面形状可以呈三角形、四边形、五边形、椭圆形或者圆形等；同样，下框架层20的板面形状可以呈三角形、四边形、五边形、椭圆形或者圆形等。
上框架层10的形状、大小和下框架层20的形状、大小可以不相同；较佳的，上框架层10的形状、大小和下框架层20的形状、大小可以不相同，方便安装。
上层晶格11的数量和下层晶格21的数量可以根据需要来设置，两者可以相同也可以不相同。
具体地，上框架层10和下框架层20可以呈一侧开口的盒状体设置，在上框架层10设置相互交错的隔板，从而形成多个上层晶格11；同理，可以下框架层20内设置相互交错的隔板，从而形成多个下层晶格21。
实施例二：
本实施例包括实施一中的任一技术方案。本实施例中的上框架层和下框架层直接连接。
如图1所示，进一步地，上框架层10和下框架层20可以相互独立设置，两者可以通过连接件实现连接，其中，连接件可以为螺栓或者螺钉等紧固件，具体地，可以在上框架层10上和下框架层20上均设置螺纹孔，通过螺栓或者螺钉等穿设在两个螺纹孔内，从而将上框架层10和下框架层20固定连接；连接件也可以为黏胶，即通过黏胶将上框架层10和下框架层20粘接在一起；或者，连接件为焊接层，也即可以通过焊接将上框架层10和下框架层20连接固定等。
在上述任一实施例基础之上，进一步地，上框架层10和下框架层20可以相互独立设置，各自为一独立个体，上框架层10包括上底板和围设在上底板四周的上侧板，下框架层20包括下底板和围设在下底板四周的下侧板。
作为一种可选方式，上框架层10和下框架层20共用一个底板，也即在同一个底板的两侧分别设置上层晶格11和下层晶格21，从而可以避免使得板状卫星主框架的厚度增加过多，避免多个板状卫星堆叠放入整流罩时，多个板状卫星的高度过高。
作为一种可选方案，上框架层10和下框架层20采用铸造、冲压或者3D打印等工艺一体成型设置，连接稳定，强度好，可以避免采用连接件连接，减少板状卫星主框架上的连接结构，从而有利于板状卫星减重。
实施例三：
本实施例包括实施例一中任一技术方案。
如图2至图4所示，进一步地，板状卫星主框架还包括热控层30；热控层30夹设在上框架层10和下框架层20之间，热控层30用于分别与上框架层10和下框架层20换热。上框架层和下框架层间接连接。
本实施例中，卫星元件在工作过程中会发热，而多个卫星元件的发热量可能会不同，这就会导致板状卫星主框架内的温度不均匀，通过热控层30与上框架层10的下底板之间的导热，可以实现降低上框架层10的上底板的高温部分，提高上框架层10的上底板的低温部分，从而实现对上框架层10内的温度调节，使得上框架层10内的温度均匀；同理，通过热控层30与下框架层20的底板之间的导热，可以实现降低下框架层20的下底板的高温部分，提高下框架层20的下底板的低温部分，从而实现对下框架层20内的温度调节，使得下框架层20内的温度均匀。本实施例提供的板状卫星主框架集成了热控层30，能够同时对上框架层10和下框架层20进行换热，结构紧凑，占用空间小。
其中，热控层30的结构形式可以为多种，例如：热控层30包括多个工质腔32，多个工质腔32沿板状卫星主框架的长度方向或者宽度方向依次间隔设置；工质腔32内用于填充工质，从而形成热管结构，也即多个热管结构沿板状卫星框架的长度方向或者宽度方向依次间隔设置，可以在工质腔32内填充氨或者丙烯等工质，可以在工质腔32内设置导流槽结构或者毛细孔结构从而实现工质的循环。需要说明的是，在将工质腔32内填充工质后，可以采用本领域的常规手段进行密封。
可选的，多个工质腔32均匀设置，从而使得换热均匀。
又如：在基体31上设置工质腔32的基础之上，基体31上还设有相变腔33，相变腔33沿工质腔32的长度方向延伸；相变腔33内用于填充采用相变材料(例如：石蜡、羧酸或者酯等)的换热块，从而形成相变热管结构。
其中，相变腔33的数量可以为多个，可选的，多个相变腔33均匀设置。可以多个相变腔33和多个工质腔32一一交替设置。
在上述实施例基础之上，进一步地，相变腔33内设有导热板34，导热板34用于插入换热块内，本实施例中，在相变腔33内设置导热板34，在相变腔33内填充换热块后，导热板34插入换热块内，这样可以避免换热块的表面温度变化大，而换热块中部的温度变化少，从而使得换热块的温度变化均匀。其中，相变腔33的横截面可以呈矩形设置，结构简单，方便加工；可以在相变腔33的某一侧壁上设置导热板34，也可以在多个侧壁上均设置导热板34，导热板34的数量可以根据需要来设置；可选的，在相变腔33的厚度方向上，相变腔33相对的两个侧壁上均设有多个导热板34，上壁上的导热板34和下壁上的导热板34可以相互交错设置，可选的，上壁的导热板34和下壁的导热板34一一正对设置，有利于换热块的温度均匀化。
又如：热控层30包括基体31和设置在基体31上的循环流道，循环流道用于流通换热液体，板状卫星主框架还包括与循环流道连通的驱动件(例如：机械泵或者毛细泵等)以及其他元件(例如过滤器、补偿器等)，驱动件用于驱动换热液体流动，从而实现热控流体回路热结构。
需要说明的是，热控层30的基体31上可以只设置工质腔32，也即热控层30只形成热管结构；热控层30的基体31可以只设置工质腔32和相变腔33，也即热控层30只形成相变热管结构；热控层30的基体31上可以只设置循环流道，也即热控层30只形成热控流体回路热结构；热控层30的基体31上可以既设置工质腔32又设置循环流道，也即热控层30包括热管结构和流体回流换热结构；热控层30的基体31上可以同时设置工质腔32、相变腔33和循环流道，也即热控层30包括相变热管结构和流体回流换热结构。
当然，热控层30还可以包括加热片，通过加热片来补偿低温。
在上述任一实施例基础之上，进一步地，上框架层10、热控层30和下框架层20均可以相互独立设置，然后通过螺栓或者螺钉等紧固件连接，或者通过黏胶粘接，或者通过焊接连接。
可选的，上框架层10、热控层30和下框架层20通过铸造或者3D打印等工艺一体成型设置，一方面避免设置其他连接结构导致重量增加，另一方面能够避免热控层30与上框架层10和下框架层20之间存在接触热阻，从而提高热控层30与上框架层10以及下框架层20之间的导热效果。
本发明的实施例还提供了一种板状卫星，包括上述任一技术方案的板状卫星主框架，因而，具有该板状卫星主框架的全部有益技术效果，在此，不再赘述。板状卫星还包括卫星元件，上层晶格11和下层晶格21内安装有卫星元件。板状卫星还包括上封板和下封板，上封板与上框架层10连接以将上层晶格11密封，下封板与下框架层20连接以将下层晶格21密封。
在发射前，多个板状卫星堆叠起来放入整流罩中。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。

Claims (10)

1.一种板状卫星主框架，其特征在于，包括：上框架层和下框架层，所述上框架层内设有上层晶格，所述下框架层内设有下层晶格，所述上框架层的背离所述上层晶格的一侧与所述下框架层的背离所述下层晶格的一侧固定连接。
2.根据权利要求1所述的板状卫星主框架，其特征在于，所述上框架层和所述下框架层共用一个底板。
3.根据权利要求1或2所述的板状卫星主框架，其特征在于，所述上框架层和所述下框架层通过连接件固定连接；
或者，所述上框架层和所述下框架层一体成型设置。
4.根据权利要求1所述的板状卫星主框架，其特征在于，所述板状卫星主框架还包括热控层；所述热控层夹设在所述上框架层和所述下框架层之间。
5.根据权利要求4所述的板状卫星主框架，其特征在于，所述热控层包括基体和设置在所述基体上的多个工质腔，多个所述工质腔沿所述板状卫星主框架的长度方向或者宽度方向依次间隔设置；所述工质腔内用于填充工质，从而形成热管结构。
6.根据权利要求5所述的板状卫星主框架，其特征在于，所述基体上还设有相变腔，所述相变腔沿所述工质腔的长度方向延伸；所述相变腔内用于填充采用相变材料的换热块。
7.根据权利要求6所述的板状卫星主框架，其特征在于，所述相变腔内设有导热板，所述导热板用于插入所述换热块内。
8.根据权利要求4所述的板状卫星主框架，其特征在于，所述热控层包括基体和设置在基体上的循环流道，所述循环流道用于流通换热液体，所述热控层内设有与所述循环流道连通的驱动件，所述驱动件用于驱动换热液体流动。
9.根据权利要求4-8中任一项所述的板状卫星主框架，其特征在于，所述上框架层、所述热控层和所述下框架层一体成型设置。
10.一种板状卫星，其特征在于，包括卫星元件和如权利要求1-9中任一项所述的板状卫星主框架，所述上层晶格和所述下层晶格内安装有所述卫星元件。
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