CN113911397B - 一种桁架式光学遥感载荷舱主结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种桁架式光学遥感载荷舱主结构，能够兼具空间避让及高效承载，解决超大型相机嵌入舱体形成2m大开口，导致卫星构型和传力困难的难题。本发明设计了“分箱+拉杆”式新型载荷舱构型，两个独立的桁架式箱体结构中间通过拉杆传递横向载荷，两个箱体中间的空间形成了载荷部件的避让区域，解决了载荷部件构型特殊，需要大范围避让空间的难题。
Description
技术领域
本发明涉及航天器结构技术领域，具体涉及一种桁架式光学遥感载荷舱主结构。
背景技术
卫星载荷舱主结构主要有板筒式、箱板式及桁架式等三种结构形式。
板筒式载荷舱主结构能承受较大的均匀载荷并保证结构强度和刚度，但设备安装适应性较差，更无法适用于需要避让较大开口的特殊构型载荷；箱板式载荷舱结构设备安装适应性较好，但主结构承受大的集中载荷能力较差，其主承力结构局部强度低；桁架式主结构是以若干桁架杆系结构作为主承力结构，桁架杆系结构提供舱段结构连接接口以及主要载荷部件连接接口，具有承载强、局部强度高、质量轻、设备安装适应性好等特点。
国外已报道的桁架式卫星主结构主要包括BSS601平台、GEM平台、BSS702平台、MMS多用途平台等。国内现有卫星主结构绝大多数均为板筒式或箱板式，桁架结构应用较少，大多在一些次结构，如一些专用仪器支架上采用桁架式结构，采用桁架式主结构的航天器主要包括嫦娥三号和嫦娥五号着陆器，但是不能兼具空间避让及高效承载。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种桁架式光学遥感载荷舱主结构，能够兼具空间避让及高效承载，解决超大型相机嵌入舱体形成2m大开口，导致卫星构型和传力困难的难题。
为实现上述目的，本发明技术方案如下：
一种桁架式光学遥感载荷舱主结构，包括两个独立封闭箱体，箱体间通过拉杆传递横向载荷，单个箱体使用梁板复合结构作为主承力部件，其中，梁用于直接传递集中载荷，板用于辅助支撑和安装各类单机设备。
其中，所述梁板复合结构为长隔板和短隔板，长隔板和短隔板上端与角盒连接，下端与两舱接头连接，角盒将载荷部件的载荷传递到梁上，两舱接头将梁上载荷传递到推进舱上。
其中，单个封闭箱体包括：一个长隔板、一个短隔板、三个外板、一个顶板、八个载荷部件安装角盒和六个两舱连接接头；两个封闭箱体共用一个底板；长短隔板与底板连接，外板与底板连接，长短隔板垂直连接形成主承力框架，长隔板两端连接有短外板，短隔板侧面连接有长外板；单个主承力框架上部有四处载荷部件安装点，每个安装点有两个安装角盒，角盒与长短隔板通过螺钉连接，顶面提供载荷部件安装点；单个主承力框架下部有三个两舱连接点，每个连接点有两个两舱连接接头，两舱连接接头与长短隔板通过螺钉连接，同时通过螺钉穿过底板与推进舱连接；两个封闭箱体之间连接两根承力拉杆。
其中，所述长隔板和短隔板采用梁板复合，梁板共用空间，形成平面桁架体系，梁的材料为M40J/氰酸脂复合材料，梁截面为口字形，板为蜂窝板夹层板，蒙皮为碳纤维M40J/氰酸酯复合材料。
其中，所述长隔板和短隔板中梁的两端填充有T300编织布模压块或者铝合金的垫块，在模压块或垫块上加工螺纹孔。
其中，所述角盒和两舱连接接头材料为7075高强铝合金，角盒、两舱接头与长隔板或短隔板采用胶接加抗剪销钉的连接方式与板中埋梁固定连接，均采用配打方式加工安装孔；角盒的上顶面提供载荷部件安装点，两舱接头下底面提供两舱连接孔。
其中，所述外板、所述顶板、所述底板均为蒙皮蜂窝夹层板。
有益效果：
1)本发明设计了“分箱+拉杆”式新型载荷舱构型，两个独立的桁架式箱体结构中间通过拉杆传递横向载荷，两个箱体中间的空间形成了载荷部件的避让区域，解决了载荷部件构型特殊，需要大范围避让空间的难题。
2)相比现有的板筒式和箱板式载荷舱主结构，本发明设计了一种新的梁板复合桁架式卫星主结构，桁架式主结构传递集中直接有效、承载能力强、局部强度高、同时结构质量轻，本发明所设计的载荷舱能承受的集中载荷部件不小于2t，结构重量仅180kg，高效的解决了卫星大承载难题。
3)本发明设计的载荷舱结构，通过六处连接点与推进舱连接，通过八处连接点与载荷部件连接，舱段连接接口和载荷部件安装接口适应性强、连接点少，载荷舱可单独实现部装与总装，并可实现载荷舱的模块化研制。
4)采用“整体接头式”大型桁架结构连接方案，在不同连接位置设置不同结构形式的角盒和接头，解决两舱以及与载荷部件的连接难题，另外接头8和接头13作为主承力接头的同时还作为整星的起吊点使用，高效利用结构零件，避免附加重量。
附图说明
图1是本发明的梁板复合桁架式载荷舱主结构的三维示意图；
图2是本发明的梁板复合桁架式载荷舱主结构安装载荷部件的示意图；
图3是本发明的梁板复合桁架式载荷舱主结构的示意图；
图4是梁板复合的长短隔板组成的主构架示意图；
图5是梁板复合结构中埋梁截面示意图；
图6是梁板复合结构中梁中填充T300编织布模压块或者铝合金的垫块的示意图；
图7是本发明的两舱连接接头I；
图8是本发明的两舱连接接头III；
图9是本发明的三角形载荷部件安装角盒；
图10是本发明的拉杆安装角盒；
图11是本发明的两舱连接接头I的另一角度；
图12是本发明的两舱连接接头III的另一角度。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明的梁板复合桁架式载荷舱主结构的三维示意图如图1所示，包括两个独立封闭箱体，两个箱体中间是载荷部件的干涉避让区域，箱体间通过拉杆传递横向载荷，单个箱体使用梁板复合结构设计主构架作为主承力部件，梁用于直接传递较大的集中载荷，板用于辅助支撑，安装各类单机设备。长隔板和短隔板为梁板复合结构，形成主承力框架，长隔板和短隔板上端与角盒连接，下端与两舱接头连接，角盒将载荷部件的载荷传递到梁上，两舱接头将梁上载荷传递到推进舱上。主承力框架的各个侧面设计有底板、顶板和外板。本发明的梁板复合桁架式载荷舱主结构安装载荷部件的示意图如图2所示。
本发明的梁板复合桁架式载荷舱主结构具体结构布局为：一种梁板复合桁架式卫星主结构，由两个封闭箱体组成，其中，单个封闭箱体包括：一个长隔板、一个短隔板、三个外板、一个顶板、八个载荷部件安装角盒、六个两舱连接接头、两个封闭箱体共用一个底板。长短隔板与底板连接，外板与底板连接，长短隔板垂直连接形成主承力框架，长隔板两端连接有短外板，短隔板侧面连接有长外板；单个主承力框架上部有四处载荷部件安装点，每个安装点有两个安装角盒，角盒与长短隔板通过螺钉连接，顶面提供载荷部件安装点；单个主承力框架下部有三个两舱连接点，每个连接点有两个两舱连接接头，两舱连接接头与长短隔板通过螺钉连接，同时通过螺钉穿过底板与推进舱连接；两个封闭箱体之间连接两根承力拉杆。
对于长隔板和短隔板：上述梁板复合桁架式卫星主结构中，所述长隔板和短隔板采用梁板复合技术，梁板共用空间，形成平面桁架体系，梁的材料为M40J/氰酸脂复合材料，梁截面为口字形。板为蜂窝板夹层板，蒙皮为碳纤维M40J/氰酸酯复合材料。所述长隔板和短隔板中梁的两端为了提供角盒和接头的螺纹孔，在梁的两端填充T300编织布模压块或者铝合金的垫块，在模压块或垫块上加工螺纹孔。
角盒和两舱连接接头：上述梁板复合桁架式卫星主结构中，所述角盒和两舱连接接头材料为7075高强铝合金，角盒、两舱接头与长隔板或短隔板采用胶接加抗剪销钉的连接方式与板中埋梁固定连接，均采用配打方式加工安装孔。角盒的上顶面提供载荷部件安装点，两舱接头下底面提供两舱连接孔。
上述梁板复合桁架式卫星主结构中，所述外板、所述顶板、所述底板均为蒙皮蜂窝夹层板。
图3是本发明的梁板复合桁架式载荷舱主结构的示意图。具体地，该梁板复合桁架式载荷舱主结构由两个相同的箱体组成，下述组成仅描述单个箱体组成，包括：一个长隔板1，一个短隔板2，三个外板3、4、5，一个顶板7，八个载荷部件安装角盒8、9、10、15，六个两舱连接接头12、13、14，一个底板6。
长短隔板是梁板复合结构，如图4所示，长隔板1中有6根埋梁20，短隔板2有3根埋梁20，埋梁20截面如图5所示，梁为了与载荷部件安装角盒和两舱连接接头直接连接，在梁的两端内填充T300编织布模压块19或者铝合金垫块18，模压块或者垫块上加工螺纹孔用于连接，长短隔板连接后形成桁架式主承力框架，将载荷部件的载荷传递至推进舱。梁板复合结构中梁中填充T300编织布模压块或者铝合金的垫块的示意图如图6所示。
长短隔板一侧与底板垂直连接，长隔板1两侧连接短外板I3和短外板II4，短隔板2的垂直外侧面连接长外板5，长隔板1、短隔板2和外板5形成稳定的桁架箱体结构。
长隔板1上端两侧分别安装有两个载荷部件安装角盒I8和两个载荷部件安装角盒II9，短隔板2上端一侧安装有两个载荷部件安装角盒III10，长隔板和短隔板相交的位置安装有两个三角形载荷部件安装角盒15，载荷部件安装角盒891015直接与板中的埋梁20用抗剪销钉的连接方式，直接传递载荷部件的载荷至梁上。本发明的拉杆安装角盒如图10所示。
长隔板1下端两侧分别安装有两个两舱连接接头I13和两舱连接接头II14，分别如图11和图12所示，短隔板2与长外板5连接处安装有两个两舱连接接头II12，两舱连接接头直接与板中的埋梁20用抗剪销钉连接，直接传递载荷部件的载荷至推进舱。
长隔板1中间位置安装有拉杆安装角盒11，拉杆安装角盒11用于安装拉杆16，两个箱体之间通过两根拉杆16连接在一起传递横向载荷，两根拉杆16通过拉杆安装座17安装在一起，拉杆安装座17安装在底板6上并连接推进舱。
载荷部件安装角盒I8、载荷部件安装角盒II9、载荷部件安装角盒II10、三角形载荷部件安装角盒15中，每个角盒上有两个载荷部件安装点，单个箱体形成4处载荷部件安装点，整个载荷舱共8处载荷部件安装点；两舱连接接头I13、两舱连接接头II14、两舱连接接头III12中，每个接头有1个推进舱连接点，单个箱体共3处推进舱连接点，整个载荷舱共6处推进舱连接点，载荷舱与载荷部件以及推进舱的连接点少，连接方式简单，舱段连接接口和载荷部件安装接口适应性强，可单独实现部装与总装，可实现载荷舱的模块化研制。本发明的三角形载荷部件安装角盒如图9所示。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种桁架式光学遥感载荷舱主结构，其特征在于，包括两个独立封闭箱体，箱体间通过拉杆传递横向载荷，单个箱体使用梁板复合结构作为主承力部件，其中，梁用于直接传递集中载荷，板用于辅助支撑和安装各类单机设备；
单个封闭箱体包括：一个长隔板、一个短隔板、三个外板、一个顶板、八个载荷部件安装角盒和六个两舱连接接头；两个封闭箱体共用一个底板；长短隔板与底板连接，外板与底板连接，长短隔板垂直连接形成主承力框架，长隔板两端连接有短外板，短隔板侧面连接有长外板；单个主承力框架上部有四处载荷部件安装点，每个安装点有两个安装角盒，角盒与长短隔板通过螺钉连接，顶面提供载荷部件安装点；单个主承力框架下部有三个两舱连接点，每个连接点有两个两舱连接接头，两舱连接接头与长短隔板通过螺钉连接，同时通过螺钉穿过底板与推进舱连接；两个封闭箱体之间连接两根承力拉杆。
2.如权利要求1所述的主结构，其特征在于，所述梁板复合结构为长隔板和短隔板，长隔板和短隔板上端与角盒连接，下端与两舱接头连接，角盒将载荷部件的载荷传递到梁上，两舱接头将梁上载荷传递到推进舱上。
3.如权利要求1所述的主结构，其特征在于，所述长隔板和短隔板采用梁板复合，梁板共用空间，形成平面桁架体系，梁的材料为M40J/氰酸脂复合材料，梁截面为口字形，板为蜂窝板夹层板，蒙皮为碳纤维M40J/氰酸酯复合材料。
4.如权利要求3所述的主结构，其特征在于，所述长隔板和短隔板中梁的两端填充有T300编织布模压块或者铝合金的垫块，在模压块或垫块上加工螺纹孔。
5.如权利要求1所述的主结构，其特征在于，所述角盒和两舱连接接头材料为7075高强铝合金，角盒、两舱接头与长隔板或短隔板采用胶接加抗剪销钉的连接方式与板中埋梁固定连接，均采用配打方式加工安装孔；角盒的上顶面提供载荷部件安装点，两舱接头下底面提供两舱连接孔。
6.如权利要求1所述的主结构，其特征在于，所述外板、所述顶板、所述底板均为蒙皮蜂窝夹层板。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006123698A (ja) * | 2004-10-28 | 2006-05-18 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 圧縮気体を封入した宇宙用展開構造物 |
| CN105659739B (zh) * | 2008-08-21 | 2011-07-13 | 北京空间飞行器总体设计部 | 航天器用梁板复合结构板 |
| CN102616385A (zh) * | 2012-04-11 | 2012-08-01 | 深圳航天东方红海特卫星有限公司 | 一种中心舱体桁架式卫星结构 |
| WO2016101086A1 (zh) * | 2014-12-23 | 2016-06-30 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 用于平台载荷一体化的卫星结构 |
| CN106564619A (zh) * | 2016-10-28 | 2017-04-19 | 航天东方红卫星有限公司 | 一种新型商业遥感卫星构型布局 |
| CN107352046A (zh) * | 2017-06-06 | 2017-11-17 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种卫星载荷舱结构 |
| CN110697087A (zh) * | 2019-10-24 | 2020-01-17 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种卫星推进服务舱结构 |
| CN112298617A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-02-02 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种在轨可分离卫星推进服务舱主结构 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7145975B2 (ja) * | 2018-05-24 | 2022-10-03 | ザ ヨーロピアン ユニオン、リプレゼンテッド バイ ザ ヨーロピアン コミッション | 単一又はスタックした複数の打ち上げのための効率的な衛星構造の概念 |
-
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006123698A (ja) * | 2004-10-28 | 2006-05-18 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 圧縮気体を封入した宇宙用展開構造物 |
| CN105659739B (zh) * | 2008-08-21 | 2011-07-13 | 北京空间飞行器总体设计部 | 航天器用梁板复合结构板 |
| CN102616385A (zh) * | 2012-04-11 | 2012-08-01 | 深圳航天东方红海特卫星有限公司 | 一种中心舱体桁架式卫星结构 |
| WO2016101086A1 (zh) * | 2014-12-23 | 2016-06-30 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 用于平台载荷一体化的卫星结构 |
| CN106564619A (zh) * | 2016-10-28 | 2017-04-19 | 航天东方红卫星有限公司 | 一种新型商业遥感卫星构型布局 |
| CN107352046A (zh) * | 2017-06-06 | 2017-11-17 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种卫星载荷舱结构 |
| CN110697087A (zh) * | 2019-10-24 | 2020-01-17 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种卫星推进服务舱结构 |
| CN112298617A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-02-02 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种在轨可分离卫星推进服务舱主结构 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 光学遥感小卫星平台与载荷结构一体化设计;谷松;《中国空间科学学会2013年空间光学与机电技术研讨会》;第185-189页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| GR01 | Patent grant | ||
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