CN114044172A - 一种模块化支撑腿式载荷适配器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模块化支撑腿式载荷适配器，由模块化支撑腿式载荷支架和模块化锁紧释放装置共同构成，可广泛应用于空间卫星、空间载荷等飞行器的空天运输与分离释放。空间卫星等空间载荷在火箭运输时安装在模块化支撑腿式载荷支架上。入轨后，由模块化锁紧释放装置实现载荷与运载器的释放分离。模块化支撑腿式载荷支架主要包括承载圆盘、6根支撑腿；模块化锁紧释放装置主要包括安装底座、安装盒、载荷连接板、爆炸螺栓和碟簧推杆组件。

Description

一种模块化支撑腿式载荷适配器

技术领域

一种具有模块化、支撑腿式、构成简单、质量轻、结构紧凑、连接分离可靠的，应用于空间卫星、 空间载荷等飞行器的载荷适配器，具有连接与释放分离功能。

背景技术

目前，国际上空间卫星、微小卫星、纳卫星发射的市场需求不断增长，我国民营商业运载火箭快 速发展，需要满足不同型号、不同质量、不同尺寸、不同轨道的运载服务。商业运载火箭正积极探索能够 满足不同尺寸、不同质量、不同接口需求的星箭连接分离装置。高效、低成本、模块化的设计理念成为空 间载荷适配器的发展方向。分离螺母、火工切割索、包带、电磁连接分离装置等主要实现连接解锁功能， 不能够依靠自身提供分离冲量。且不同空间载荷需要不同适配器进行安装，不具有通用性、且星箭分离依 靠分离弹簧、反推火箭或冷气喷管等提供分离冲量，结构复杂，研发成本高，不符合商业航天高效、低成 本的发展理念。一种模块化支撑腿式载荷适配器，具有模块化、构成简单、连接分离可靠、可通过模块组 合的方式满足不同空间卫星、空间载荷的连接分离需求。

发明内容

本发明提供了一种模块化支撑腿式载荷适配器，具有模块化、通用化、构成简单、连接分离可靠、 可通过模块组合的方式满足不同空间卫星、空间载荷的连接分离需求。

本发明的技术方案如下：

所述的模块化支撑腿式空间载荷适配器主要包括模块化支撑腿式载荷支架和模块化锁紧释放装置 两部分，载荷支架用于与火箭运载器连接，且为空间载荷主要承载结构。模块化锁紧释放装置用于空间载 荷与火箭运载器的可靠连接与分离释放。安装在空间卫星或空间载荷一侧。

所述模块化支撑腿式载荷支架，可根据不同载荷承载力需求，选定支撑腿数量，与承载圆盘径向 连接。支撑腿为横向、纵向加强筋结构，主体有多处减轻孔，与承载圆盘为径向安装接口，与运载火箭为 轴向安装接口，具有接口通用性。

所述承载圆盘为镂空盘形结构设计，内侧为近似“井”字结构，外侧有环形支撑面，厚度方向有加 强筋，结构平面有多处圆形减轻孔。周向为承载圆盘与支撑腿安装面，安装面有多处径向加强筋，保证载 荷支架的整体连接刚度。连接端通过紧固螺钉与安装座的紧固连接安装在连接件或舱体上。

所述模块化锁紧释放装置，主要包括安装底座、安装盒、载荷连接板、爆炸螺栓和碟簧推杆组件。 可通过单一模块或多模块组合的方式安装在模块化支撑腿式载荷支架的承载圆盘上。可通过调整爆炸螺栓 尺寸和碟簧推杆组件尺寸，满足不同空间载荷连接力及分离力、分离行程的需求。安装时，模块化锁紧释 放装置需要预锁紧，安装盒的球形凸起与载荷连接板的球面凹槽贴紧配合，碟簧推杆组件被预压缩蓄能。

所述适配器连接安装时，适配器通过支撑腿安装在火箭运载器壳段上，模块化锁紧释放装置通过 载荷连接板与空间卫星或空间载荷连接。拧紧爆炸螺栓的锁紧螺母，完成空间载荷与适配器的可靠连接安 装。

释放分离时，模块化锁紧释放装置内爆炸螺栓起爆，爆炸螺栓的螺栓杆与本体分离，实现空间卫 星或空间载荷与适配器的解锁。模块化锁紧释放装置内两套碟簧推杆组件的弹性势能转变为动能，碟簧推 杆组件作用于载荷连接板，推动空间卫星或空间载荷快速分离，实现释放分离功能。

本发明的优点效果如下：

国际上空间卫星、空间载荷发射的市场需求不断增长，我国民营商业运载火箭正积极探索能够满足不 同质量、不同尺寸、不同接口的低成本、模块化的空间载荷适配器。所述模块化支撑腿式载荷适配器结构 高效、制造成本低、符合模块化的空间载荷适配器的发展理念。具有通用性，可通过模块组合的方式，更 换支撑腿或增加支撑腿数量，更换或增加模块化锁紧释放装置，即可满足不同尺寸、不同质量、不同接口 需求的空间载荷的连接分离需求。分离过程由模块化锁紧释放装置提供分离冲量，无需额外反推火箭或冷 气喷管等复杂的火工作动装置，节省了火工作动装置复杂且昂贵的研制试验过程。符合商业航天高效、低 成本的发展理念。

附图说明

图1为本发明一种模块化支撑腿式载荷适配器结构示意图。

图2为本发明模块化载荷支架结构图。

图3为所述模块化锁紧释放装置锁紧状态示意图。

图4为所述模块化锁紧释放装置释放分离状态示意图。

图5为所述模块化支撑腿式载荷适配器锁紧状态示意图。

图6为所述模块化支撑腿式载荷适配器释放分离状态示意图。

图7为本发明所述安装盒结构示意图。

图8为本发明所述载荷连接板结构示意图。

图中，1、承载圆盘，2、支撑腿，3、模块化锁紧释放装置，4、载荷连接板，5、碟簧组件，6、 推杆，7、爆炸螺栓，8、锁紧螺母，9、安装盒，10、安装底座，11、预紧螺母。

具体实施方式

实施例

如图1所示，一种模块化支撑腿式载荷适配器，所述的模块化载荷支架包括1、承载圆盘和2、支 撑腿构成。根据空间卫星或空间载荷连接力要求，选定2、支撑腿尺寸和数量，2、支撑腿与1、承载圆盘 径向连接。2、支撑腿下端安装孔与火箭运载器进行连接。根据空间卫星或空间载荷连接力、分离冲量、 分离行程的需求，选定满足需要的3、模块化锁紧释放装置，在1、承载圆盘上面安装3、模块化锁紧释放 装置。

如图3所示，所述模块化锁紧释放装置，包括4、载荷连接板、5、碟簧组件、6推杆、7爆炸螺 栓、8、锁紧螺母9、安装盒、10、安装底板。模块化锁紧释放装置与载荷支架安装时，需要自身预紧安装。 5、碟簧组件先与6推杆螺纹连接，在11、预紧螺母作用下进行预压缩，安装在9安装盒内。7、爆炸螺栓 穿过9、安装盒和4、载荷连接板，8、锁紧螺母与7、爆炸螺栓配合锁紧，直至4、载荷连接板的球形凸 起与9、安装盒球面凹槽紧密贴合。然后10、安装底板用螺钉安装在9、安装盒上，至此，3、模块化锁紧 释放装置自身预紧安装完成。将3、模块化锁紧释放装置通过10、安装底板螺钉连接在1、承载圆盘上， 等待与空间卫星或空间载荷连接。

所述模块化支撑腿式载荷适配器与空间卫星或空间载荷锁紧安装时，适配器的2、支撑腿通过紧 固螺钉安装在火箭运载器上，空间卫星或空间载荷通过4、载荷连接板与适配器紧固连接。对3、模块化 锁紧释放装置的8、锁紧螺母加载锁紧力矩，完成空间卫星或空间载荷与火箭运载器的可靠连接。

所述模块化支撑腿式载荷适配器与空间卫星或空间载荷释放分离时，3、模块化锁紧释放装置内7、 爆炸螺栓起爆，7、爆炸螺栓的螺栓杆与本体分离，实现空间卫星或空间载荷与适配器的解锁。3、模块化 锁紧释放装置内两套5、碟簧组件的弹性势能转变为动能，由6、推杆作用在4、载荷连接板上，推动空间 卫星或空间载荷快速分离，实现空间卫星或空间载荷的释放分离功能。

所述模块化支撑腿式载荷适配器可根据载荷需要，选定满足承载要求、尺寸要求、接口要求的2、 支撑腿及数量；3、模块化锁紧释放装置可选定满足连接力的7、爆炸螺栓，满足分离冲量、分离行程的5、 碟簧组件、6推杆，根据不同模块组合实现不同空间卫星或空间载荷的锁紧与释放分离功能。

Claims (6)

1.所述一种模块化支撑腿式载荷适配器主要包括模块化支撑腿式载荷支架和模块化锁紧释放装置两部分，载荷支架用于与火箭运载器连接，且为空间载荷主要承载结构。模块化锁紧释放装置用于空间载荷与火箭运载器的可靠连接与分离释放。

2.载荷支架主要包括承载圆盘、6根支撑腿，承载圆盘与6根支撑腿径向连接，6根支撑腿用于与火箭运载器的连接；不同数量、不同尺寸、相近结构形式支撑腿均属于权利要求范围内。

3.模块化锁紧释放装置主要包括安装底座、安装盒、载荷连接板、爆炸螺栓和碟簧推杆组件。可通过单一模块或多模块组合的方式安装在模块化支撑腿式载荷支架上。可通过调整爆炸螺栓尺寸和碟簧推杆组件尺寸，满足不同空间载荷连接力及分离力、分离行程的需求。不同数量模块、不同尺寸相关附属件均属于权利要求范围内。

4.所述适配器连接空间载荷时，模块化支撑腿式载荷支架安装在火箭运载器上，空间载荷通过载荷连接板安装在所述适配器上，通过旋紧模块化锁紧释放装置的锁紧螺母实现空间卫星或空间载荷在适配器上的锁紧安装。

5.所述模块化锁紧释放装置内部为爆炸螺栓和碟簧推杆组件，安装盒表面有球形凸起，与载荷连接板球面凹槽接触配合，用于保证空间载荷与模块化锁紧释放装置锁紧时受力均匀，且增加所述模块化锁紧释放装置法向承载能力。

6.所述适配器与空间载荷分离释放时，模块化锁紧释放装置内爆炸螺栓起爆，螺栓杆与爆炸螺栓本体分离，模块化锁紧释放装置内碟簧推杆组件为空间载荷分离提供分离冲量，推动空间载荷实现与火箭运载器的释放分离。

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