CN113955151A - 一种堆叠式卫星组合体 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提出一种堆叠式卫星组合体，包括：多个外包络相同的堆叠式卫星，和星间连接装置；所述星间连接装置包括对接环和芳纶纤维绳；所述芳纶纤维绳穿过安装在所述两列交错堆叠放置的卫星上的对接环，依靠所述芳纶纤维绳的预紧力将所述两列交错堆叠放置的卫星连接压紧。本申请提出的堆叠式卫星组合体结构，可大幅提升火箭一次发射所携带卫星的数量，并能够实现多星间的快速解锁分离，从而提升批量集群卫星发射能力。
Description
技术领域
本发明涉及卫星领域，尤其涉及一种堆叠式卫星组合体。
背景技术
小卫星大规模的应用直接推动了一箭多星发射技术的发展，而多星分离技术则是一箭多星发射的关键技术。分离技术主要包括星箭分离和星间分离，是卫星入轨的重要环节，直接关系到整个发射任务的成败。多星分离与单星分离问题技术方案和分离程序上有很大差别，因此多星分离问题更是对分离技术提出了更严格的要求，其相关技术的研究更为紧迫。
传统意义上的一箭多星发射过程中，分离技术主要面向星箭分离过程，每颗卫星与整流罩内部的适配器依次分离。随着火箭运载能力的逐渐提升，整流罩内部空间也逐渐增大，但是分配器所能挂载的卫星数量有限，直接制约了一箭多星技术的发展。
发明内容
针对上述问题，本申请提出一种堆叠式卫星组合体，包括：多个外包络相同的堆叠式卫星和星间连接装置；所述多个外包络相同的堆叠式卫星为两列交错堆叠放置，通过所述星间连接装置连接压紧形成组合体。
进一步的，所述星间连接装置包括对接环和芳纶纤维绳；所述对接环安装在所述多个外包络相同的堆叠式卫星星体上，所述芳纶纤维绳的两端分别固定在所述卫星组合体的顶端和底端。更进一步的，所述芳纶纤维绳穿过安装在所述两列交错堆叠放置的卫星上的对接环，依靠所述芳纶纤维绳的预紧力将所述两列交错堆叠放置的卫星连接压紧。
进一步的，所述各堆叠式卫星星体上安装至少3个所述对接环，其中2个对接环安装在卫星星体的一侧。更进一步地，所述两列交错堆叠放置的各卫星通过所述安装于一侧的2个对接环相互交错对接。
进一步的，还包括火工切割器；所述火工切割器安装于所述芳纶纤维绳与卫星组合体的顶端连接处附近。
进一步的，还包括：火箭入轨后，所述卫星组合体沿偏航轴方向转动，当旋转角速度达到预设值时，所述火工切割器割断所述芳纶纤维绳实现多星组合体与火箭一次性分离。
进一步的，还包括：所述多星组合体与火箭一次性分离时，由于卫星线速度不同，通过合理设计所述卫星组合体各卫星的质心来实现多星的无碰撞自然分离。
进一步的，所述卫星组合体包含11颗卫星，且垂直高度小于3000mm，内径小于2750mm。
本申请提出的堆叠式卫星组合体结构，可大幅提升火箭一次发射所携带卫星的数量，并能够实现多星间的快速解锁分离，从而提升批量集群卫星发射能力。
附图说明
图1为本申请实施例提出的堆叠式卫星组合体在火箭整流罩内的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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；需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
本申请的一个实施例中，提出一种堆叠式卫星组合体，包括：多个外包络相同的堆叠式卫星和星间连接装置；所述多个外包络相同的堆叠式卫星为两列交错堆叠放置，通过所述星间连接装置连接压紧形成组合体。
在一个可选实施例中，其中的星间连接装置包括：对接环和芳纶纤维绳；所述对接环安装在所述多个外包络相同的堆叠式卫星星体上，所述芳纶纤维绳的两端分别固定在所述卫星组合体的顶端和底端。
在一个可选实施例中，所述芳纶纤维绳穿过安装在所述两列交错堆叠放置的卫星上的对接环，依靠所述芳纶纤维绳的预紧力将所述两列交错堆叠放置的卫星连接压紧。
在一个可选实施例中，所述各堆叠式卫星星体上安装至少3个所述对接环，其中2个对接环安装在卫星星体的一侧。更进一步地，所述两列交错堆叠放置的各卫星通过所述安装于一侧的2个对接环相互交错对接。
在一个可选实施例中，还包括火工切割器；所述火工切割器安装于所述芳纶纤维绳与卫星组合体的顶端连接处附近。
在一个可选实施例中，还包括：火箭入轨后，所述卫星组合体沿偏航轴方向转动，当旋转角速度达到预设值时，所述火工切割器割断所述芳纶纤维绳实现多星组合体与火箭一次性分离。分离时，由于卫星线速度不同，通过合理设计所述卫星组合体各卫星的质心来实现多星的无碰撞自然分离。
在一个可选实施例中，卫星组合体包含11颗卫星，该组合体的垂直高度小于3000mm，内径小于2750mm。
实施例
请参考图1，以KZ-11运载火箭为例，火箭整流罩尺寸如图所示，内径为2750mm，垂直方向有效高度为3000mm。火箭整流罩包络空间上可适应如上所述的由11颗平板化卫星组成的堆叠式卫星组合体；而对于相同功能、相同重量的梯形构型卫星，只能放置4颗梯形构型卫星。采用本申请提供的卫星组合体，单次发射数量可为传统方式的2.75倍，总重100～150kg。
火箭入轨后，火箭末级及卫星组合体沿偏航轴方向转动，当旋转角速度达到预设值时，火工切割器切实现多星整体与火箭一次性分离。分离时，由于卫星线速度不同，通过合理设计卫星质心可以实现多星的无碰撞自然分离。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上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精神和范围。
Claims (10)
1.一种堆叠式卫星组合体，其特征在于，包括：多个外包络相同的堆叠式卫星，和星间连接装置；所述多个外包络相同的堆叠式卫星为两列交错堆叠放置，通过所述星间连接装置连接压紧形成组合体。
2.根据权利要求1所述的组合体，其特征在于，所述星间连接装置包括对接环和芳纶纤维绳；所述对接环安装在所述多个外包络相同的堆叠式卫星星体上，所述芳纶纤维绳的两端分别固定在所述卫星组合体的顶端和底端。
3.根据权利要求2所述的组合体，其特征在于，所述芳纶纤维绳穿过安装在所述两列交错堆叠放置的卫星上的对接环，依靠所述芳纶纤维绳的预紧力将所述两列交错堆叠放置的卫星连接压紧。
4.根据权利要求3所述的组合体，其特征在于，所述各堆叠式卫星星体上安装至少3个所述对接环，其中2个对接环安装在卫星星体的一侧。
5.根据权利要求4所述的组合体，其特征在于，所述两列交错堆叠放置的各卫星通过所述安装于一侧的2个对接环相互交错对接。
6.根据权利要求1～5任意一项所述的组合体，其特征在于，还包括火工切割器；所述火工切割器安装于所述芳纶纤维绳与卫星组合体的顶端连接处附近。
7.根据权利要求6所述的组合体，其特征在于，所述火工切割器为前端呈切刀形状的活塞结构。
8.根据权利要求6所述的组合体，其特征在于，还包括：火箭入轨后，所述卫星组合体沿偏航轴方向转动，当旋转角速度达到预设值时，所述火工切割器割断所述芳纶纤维绳实现多星组合体与火箭一次性分离。
9.根据权利要求8所述的组合体，其特征在于，还包括：所述多星组合体与火箭一次性分离时，由于卫星线速度不同，通过合理设计所述卫星组合体各卫星的质心来实现多星的无碰撞自然分离。
10.根据权利要求6所述的组合体，其特征在于，所述卫星组合体包含11颗卫星，且垂直高度小于3000mm，内径小于2750mm。
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