CN114084381A - 适用于一箭多星发射的星箭分离系统及其分离方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了适用于一箭多星发射的星箭分离系统及其分离方法，其分离系统包括：运载适配器；多颗卫星，多颗所述卫星叠置成第一列卫星组和第二列卫星组，所述第一列卫星组和第二列卫星组之间上下左右均颠倒布置、且第一列卫星组和第二列卫星组上的卫星数目相同；多个压紧释放机构，多个所述压紧释放机构的底端均布置在运载适配器顶面，多个所述压紧释放机构顶端分别与第一列卫星组和第二列卫星组顶端连接，多个所述压紧释放机构均匀布置在第一列卫星组和第二列卫星组整体的边缘处。本发明提高了运载整流罩的空间利用率，还解决了堆叠式旋转分离存在的安全性不高、产生多余物的难题，同时也具有较高的可靠性。

Description

适用于一箭多星发射的星箭分离系统及其分离方法

技术领域

本发明涉及卫星发射技术领域，尤其涉及适用于一箭多星发射的星箭分离系统及其分离方法。

背景技术

目前，国内外常见的多星布局有多星分配器式、POD式和堆叠式。其中：

多星分配器式为多颗卫星装到一个中心承力筒式或圆盘式多星分配器上。该种布局的中心承力筒需要承受多颗卫星的重量，具有较高的强度和刚度，体积、重量也相应较大，因此卫星可用包络和重量大大减小。

POD式为多颗立方体卫星在轨道分离器内并排布置，当星箭分离时，舱门的解锁装置分离，舱门在底部扭簧作用下打开，作用在舱底的主分离弹簧由于去掉了舱门的位置限制，推动活动底板，将卫星逐个从舱底向舱口推出。POD式多适用于立方星，且轨道分离器的质量也较大，不适合其它卫星的批量发射。

堆叠式为多颗卫星上下叠放布置于整流罩中，省去了体积、质量均较大的多星分配器。

上述布局方式的多颗卫星的分离方式通常为旋转分离式，即运载末级绕自身横轴旋转，利用每层卫星的速度差实现多星的同时分离，如国外的Starlink星座，国内的CN111086658A、CN112373734A等专利中描述的。虽然这种多星同时分离方式简化了卫星分离的过程，但存在卫星碰撞的风险，而且抛离的压紧组件容易成为轨道碎片，不适合较高轨道卫星的发射。若采用逐星分离方式，每颗卫星的压紧释放机构需与运载控制器通过有线方式实现连接，如常用的脱落插座，当卫星到达预定轨道后运载通过该有线连接发送星箭分离信号，并在星箭分离前断开该连接。当卫星数量较多时，采用这种分离方式，不仅增加了星箭分离系统的重量，同时也增加了星箭分离系统的复杂性，降低了星箭分离系统的可靠性。

发明内容

本发明提供了一种提高了运载整流罩的空间利用率，还解决了堆叠式旋转分离存在的安全性不高、产生多余物的难题，同时也具有较高的可靠性的适用于一箭多星发射的星箭分离系统及其分离方法。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的适用于一箭多星发射的星箭分离系统，该系统包括：

运载适配器，

卫星，多颗所述卫星叠置成第一列卫星组和第二列卫星组，所述第一列卫星组和第二列卫星组之间上下左右均颠倒布置、且第一列卫星组和第二列卫星组上的卫星数目相同；

压紧释放机构，多个所述压紧释放机构的底端均布置在运载适配器顶面，多个所述压紧释放机构顶端分别与第一列卫星组和第二列卫星组顶端连接，多个所述压紧释放机构均匀布置在第一列卫星组和第二列卫星组整体的边缘处；

所述第一列卫星组上的每个卫星的左侧面以及第二列卫星组上的每个卫星的右侧面分别布置有第一连接件，位于同侧且相邻的两个第一连接件之间相连接，位于最上方的第一连接件的顶端与对应的压紧释放机构连接；所述第一列卫星组上的每个卫星的前侧面和后侧面底部分别布置有第二连接件，所述第二列卫星组上的每个卫星的前侧面和后侧面顶部分别布置有第三连接件，每个所述第一列卫星组上的卫星通过其上的第二连接件和与该卫星不同列且相邻卫星上的第三连接件连接，位于最上方的第一连接件和第三连接件的顶端分别与对应的压紧释放机构连接，位于最下方的第一连接件和第三连接件的底端分别与运载适配器连接。

进一步的，所述第一连接件包括：

第一碳纤管，所述第一碳纤管的顶端高于对应卫星的顶面，第一碳纤管的底面低于对应卫星的底面；

第一上转接体，所述第一上转接体为中空结构，第一上转接体的底部嵌入第一碳纤管的顶端内，所述第一上转接体的外壁上布置有第一分离开关和第一接地桩；

第一下转接体，所述第一下转接体为中空结构，第一下转接体的顶部嵌入第一碳纤管的底端内；所述第一下转接体的外壁上布置有第二分离开关和第二接地桩；所述第二分离开关与第一分离开关以及第二接地桩和第一接地桩分别位于第一碳纤管的两侧。

所述第一列卫星组上位于上方的卫星上的第一下转接体与位于下方的卫星上的第一上转接体扣合连接、且第一下转接体上的第二分离开关和第一上转接体上的第一分离开关处于压紧状态。

进一步的，所述第一上转接体的顶部外壁为锥形外壁，第一下转接体的底部外壁为锥形内壁，所述锥形外壁与锥形内壁相扣合连接，所述第一上转接体顶部远离对应卫星的侧面具有第一凸沿，所述第一凸沿卡设在第一碳纤管的顶端，所述第一下转接体的底部远离对应卫星的侧面具有第二凸沿，所述第二凸沿与第一凸沿相贴合。

进一步的，所述第一上转接体底端具有底托，所述底托的底面中部向第一上转接体内凹陷形成定位凸起，所述第一上转接体内布置有第一定位套，所述第一定位套的内壁上布置有第二定位套，第二定位套的顶端与第一定位套内壁的顶部通过环形定位板连接，所述第一定位套套设在定位凸起上，第一定位套的外壁底部与第一碳纤管的内壁相贴合，第二定位套的底端抵靠在定位凸起的顶面上，所述第二定位套、第一定位套、定位凸起、环形定位板和底托之间形成的空腔内布置有分离弹簧，所述分离弹簧的两端分别抵靠在环形定位板和底托上、且分离弹簧套设在定位凸起和第一定位套上，第一定位套、第二定位套和环形定位板为一体成型结构。

进一步的，所述第一下转接体的内壁中部布置有固定板，所述固定板的底面安装有电磁铁，所述述电磁铁伸入第一定位套内，所述电磁铁内布置有隔板，隔板将电磁铁内部分隔成两个腔室，其中一个腔室内安装有电磁铁线圈，所述电磁铁内部布置有能够沿其长度方向移动的电磁铁衔铁，电磁铁衔铁的一端位于电磁铁线圈内，另一端穿过另一个腔室、并与锁定钩卡接，所述锁定钩的底部通过螺钉与第一上转接体连接，锁定钩的顶端伸入第一下转接体内，所述另一腔室内布置有压缩弹簧，压缩弹簧套设在电磁铁衔铁上，所述压缩弹簧的一端抵靠在隔板上，另一端抵靠在电磁铁衔铁的凸起上，该凸起位于另一腔室内。

进一步的，所述第一上转接体和第一下转接体上远离对应卫星的侧面通过簧片等电位连接。

进一步的，所述第二连接件包括：

第二碳纤管，所述第二碳纤管的顶端靠近对应卫星横向轴线布置，第二碳纤管的底端低于对应卫星的底面；

第二上转接体，所述第二上转接体安装于第二碳纤管的顶端，所述第二上转接体的外壁上布置有第三分离开关和第三接地桩；

第二下转接体，所述第二下转接体安装于第二碳纤管的底端，所述第二下转接体的外壁上布置有第四分离开关和第四接地桩，所述第四分离开关与第三分离开关以及第四接地桩和第三接地桩分别位于第二碳纤管的两侧。

进一步的，所述第三连接件包括：

第三碳纤管，所述第三碳纤管的顶端靠近对应卫星横向轴线布置，第三碳纤管的底端低于对应卫星的底面；

第三上转接体，所述第三上转接体安装于第三碳纤管的顶端，所述第三上转接体的外壁上布置有第五分离开关和第五接地桩；

第三下转接体，所述第三下转接体安装于第三碳纤管的底端，所述第三下转接体的外壁上布置有第六分离开关和第六接地桩，所述第六分离开关与第五分离开关以及第六接地桩和第五接地桩分别位于第三碳纤管的两侧。

位于同一行上的两个所述卫星通过同侧的第二下转接体与第三上转接体扣合连接、所述第二下转接体上的第四分离开关和第三上转接体上的第五分离开关处于压紧状态，所述第二列卫星组的卫星上的第二上转接体与第一列卫星组对应的卫星上的第三下转接体扣合连接，所述第二上转接体上的第三分离开关和第三下转接体上的第六分离开关处于压紧状态。

进一步的，所述压紧释放机构包括对称布置的两个压紧杆，每个所述压紧杆的底端均通过铰链与底座连接，第七分离开关安装于所述铰链上，用于感知压紧杆的展开状态，所述底座固定在运载适配器上；两个所述压紧杆的顶端穿过一压紧块、且穿过压紧块的端部安装有分离螺母，多个所述压紧块分别压装在最上方的第一连接环和第三连接件上。

本发明的适用于一箭多星发射的星箭分离方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：当运载适配器在预定轨道运动到T0时刻时，分离控制器发出星箭分离指令，同时运载末级与卫星组合体绕自身横轴缓慢旋转；

步骤二：当运载适配器在预定轨道运动到T1时刻，每个压紧释放机构的所有分离螺母解锁，每个压紧释放机构的两个压紧杆均向外展开，展开至水平状态后其根部被铰链锁定，每个压紧杆根部铰链上的第七分离开关采集压紧释放机构的展开信号；

步骤三：当运载适配器在预定轨道运动到T2时刻，第二列卫星组上最顶端的卫星上的第一分离开关状态发生变化，对应的电磁铁通电，电磁铁解锁，该卫星被弹出，同时该卫星上的第六分离开关的状态发生变化；

步骤四：当运载适配器在预定轨道运动到T3时刻，运载末级攻角调整至α，此时第一列卫星组上最顶端的卫星上的第三分离开关状态发生变化，对应电磁铁通电，电磁铁解锁，该卫星被弹出，同时该卫星上的第四分离开关的状态发生变化；

步骤五：运载末级继续旋转，依次将剩余卫星释放；

步骤六：当运载适配器在预定轨道运动到T11时刻，运载末级攻角调整至β，此时运载适配器上剩余的卫星上的第五分离开关的状态发生变化，对应电磁铁通电，电磁铁解锁，该卫星被弹出，同时该卫星上的第六分离开关状态发生变化；

步骤七：当运载适配器在预定轨道运动到T12时刻，运载末级攻角调整至γ，运载进入末级离轨段。

在上述技术方案中，本发明提供的适用于一箭多星发射的星箭分离系统及其分离方法，具有以下有益效果：可满足一箭多星的任务需求，由于省去了体积和质量均较大的多星分配器，因此大大提高了整流罩的空间利用率，缩短了卫星组网周期，降低了卫星组网成本。同时，本分离方法采用运载末级旋转与弹射相结合的方式，并根据卫星上的分离开关状态和传感器自主控制分离，省去了卫星与运载间的有线连接，具有较高的安全性和可靠性，且不会产生多余物。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的适用于一箭多星发射的星箭分离系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的适用于一箭多星发射的星箭分离系统的去掉运载整流罩的主视图；

图3为图2中A部放大结构示意图；

图4为图2中B部放大结构示意图；

图5为图2中C部放大结构示意图；

图6为图2中D部放大结构示意图；

图7为图2中E部放大结构示意图；

图8为图2的侧视图；

图9为图8中F部放大结构示意图；

图10为图8中G部放大结构示意图；

图11为图8中H部放大结构示意图；

图12为图8中I部放大结构示意图；

图13为图2的俯视图；

图14为图2中第一列卫星组和第二列卫星组上上下相邻的两组卫星的剖视图；

图15为图14中J部放大结构示意图；

图16为图14中K部放大结构示意图；

图17为本发明实施例提供的适用于一箭多星发射的星箭分离方法的时序图。

附图标记说明：

1、运载适配器；2、卫星；3、压紧释放机构；4、运载整流罩；

21、第一列卫星组；22、第二列卫星组；23、第一连接件；24、第二连接件；25、第三连接件；26、簧片；

231、第一碳纤管；232、第一上转接体；233、第一分离开关；234、第一接地桩；235、第一下转接体；236、第二分离开关；237、第二接地桩；238、第一凸沿；239、第二凸沿；

2321、底托；2322、定位凸起；2323、第一定位套；2324、第二定位套；2325、环形定位板；2326、分离弹簧；

2351、固定板；2352、电磁铁；2353、电磁铁线圈；2354、电磁铁衔铁；2355、隔板；2356、锁定钩；2357、压缩弹簧；2358、凸沿；

241、第二碳纤管；242、第二上转接体；243、第三分离开关；244、第三接地桩；245、第二下转接体；246、第四分离开关；247、第四接地桩；

251、第三碳纤管；252、第三上转接体；253、第五分离开关；254、第五接地桩；255、第三下转接体；256、第六分离开关；257、第六接地桩；

31、压紧杆；32、铰链；33、第七分离开关；34、底座；35、压紧块；36、分离螺母。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

参见图1-2、8、13所示；

本发明实施例所述的适用于一箭多星发射的星箭分离系统，该系统包括：

运载适配器1，

卫星2，多颗所述卫星2叠置成第一列卫星组21和第二列卫星组22，所述第一列卫星组21和第二列卫星组22之间上下左右均颠倒布置、且第一列卫星组21和第二列卫星组22上的卫星数目相同；

压紧释放机构3，多个所述压紧释放机构3的底端均布置在运载适配器顶面，多个所述压紧释放机构3顶端分别与第一列卫星组21和第二列卫星组22顶端连接，多个所述压紧释放机构3均匀布置在第一列卫星组21和第二列卫星组22整体的边缘处；

所述第一列卫星组21上的每个卫星2的左侧面以及第二列卫星组22上的每个卫星2的右侧面分别布置有第一连接件23，位于同侧且相邻的两个第一连接件23之间相连接，位于最上方的第一连接件23的顶端与对应的压紧释放机构3连接；所述第一列卫星组21上的每个卫星2的前侧面和后侧面底部分别布置有第二连接件24，所述第二列卫星组22上的每个卫星2的前侧面和后侧面顶部分别布置有第三连接件25，每个所述第一列卫星组21上的卫星2通过其上的第一连接件23与该卫星2相同列上下相邻卫星2上的第一连接件23连接，通过第二连接件24和与该卫星2不同列相邻卫星2上的第三连接件25连接，每个所述第一列卫星组21上的卫星2通过其上的第二连接件24和与该卫星2不同列且相邻卫星2上的第三连接件25连接，位于最上方的第一连接件23和第三连接件25的顶端分别与对应的压紧释放机构3连接，位于最下方的第一连接件23和第三连接件25的底端分别与运载适配器1连接。所述第一列卫星组21和第二列卫星组22的外侧布置有运载整流罩4，运载整流罩4的底端紧贴在运载适配器1上，多个压力释放机构3也位于运载整流罩4内；当整体飞行到预定位置时，运载整流罩4先与运载适配器1分离，之后所有卫星2从上之下依次分离；分离前，待分离的卫星2上相连接的第一连接件23以及对应且相连接的第二连接件24和第三连接件25同时分离。

第一列卫星组21和第二列卫星组22之间上下左右均颠倒布置且通过对应的第一连接件23、第二连接件24和第三连接件25实现连接，再通过压紧释放机构3将连接后的第一列卫星组21和第二列卫星组22布置在运载适配器1上，提高了运载整流罩的空间利用率，还解决了堆叠式旋转分离存在的安全性不高、产生多余物的难题，同时也具有较高的可靠性。

参见图1-2、11-12、14所示；

所述第一连接件23包括：

第一碳纤管231，所述第一碳纤管231的顶端高于对应卫星2的顶面，第一碳纤管231的底面低于对应卫星2的底面；

第一上转接体232，所述第一上转接体232为中空结构，第一上转接体232的底部嵌入第一碳纤管231的顶端内，所述第一上转接体232的外壁上布置有第一分离开关233和第一接地桩234；

第一下转接体235，所述第一下转接体232为中空结构，第一下转接体235的顶部嵌入第一碳纤管231的底端内；所述第一下转接体235的外壁上布置有第二分离开关236和第二接地桩237；所述第二分离开关236与第一分离开关233以及第二接地桩237和第一接地桩234分别位于第一碳纤管231的两侧。

第一列卫星组21上相邻的卫星2以及第二列卫星组22上相邻的卫星2之间均通过第一连接件23连接，具体为：所述第一列卫星组21上位于上方的卫星2上的第一下转接体235与位于下方的卫星2上的第一上转接体232扣合连接、且第一下转接体235上的第二分离开关236和第一上转接体232上的第一分离开关233处于压紧状态；所述第二列卫星组22上位于下方的卫星2上的第一上转接体232与位于下方的卫星2上的第一下转接体235扣合连接、且第一上转接体232的第一分离开关233和一下转接体235上的第二分离开关236处于压紧状态。

当多个压紧释放机构3释放后，位于最顶端卫星2(第N级)上的第一上转接体232上的第一分离开关233采集到压紧释放机构33释放完毕的信号，该卫星2上的第一连接件23和第三连接件25分离，完成位于最顶端的卫星2(第N级)的分离动作，每个卫星2上的与第一连接件23对应侧面的接地线均汇总与该卫星2上对应的第一接地桩234和第一接地桩234上。当最顶端的卫星2(第N级)分离完毕后，待分离的卫星2(第N-1级)上的第一上转接体232上的第一分离开关233采集到最顶端卫星2(第N级)分离完毕的信息，进行分离。

参见图14-16所示；

所述第一上转接体232的顶部外壁为锥形外壁，第一下转接体235的底部外壁为锥形内壁，所述锥形外壁与锥形内壁相扣合连接，所述第一上转接体232顶部远离对应卫星2的侧面具有第一凸沿238，所述第一凸沿238卡设在第一碳纤管231的顶端，所述第一下转接体235的底部远离对应卫星2的侧面具有第二凸沿239，所述第二凸沿239与第一凸沿238相贴合。

第一上转接体232和第一下转接体235之间采用锥形外壁与锥形内壁相扣合结构，整体连接便捷，同时分离时也容易实现，锥形外壁与锥形内壁均作防冷焊处理，如涂覆二硫化钼干膜；第一凸沿238与所述第一上转接体232为一体成型结构，第一下转接体235与第二凸沿239为一体成型结构，第二凸沿239能够与第一凸沿238相贴合，便于确定第一上转接体232和第一下转接体235扣合后的位置是否正确。保证整体的安全可靠。

所述第一上转接体232底端具有底托2321，所述底托2321的底面中部向第一上转接体232内凹陷形成定位凸起2322，所述第一上转接体232内布置有第一定位套2323，所述第一定位套2323的内壁上布置有第二定位套2324，第二定位套2324的顶端与第一定位套2323内壁的顶部通过环形定位板2325连接，所述第一定位套2323套设在定位凸起2322上，第一定位套2323的外壁底部与第一碳纤管231的内壁相贴合，第二定位套2324的底端抵靠在定位凸起2322的顶面上，所述第二定位套2324、第一定位套2323、环形定位板2325、定位凸起2322和底托2321之间形成的空腔内布置有分离弹簧2326，所述分离弹簧2326的两端分别抵靠在环形定位板2325和底托2321上、且分离弹簧2326套设在定位凸起2322和第一定位套2323上，第一定位套2323、第二定位套2324和环形定位板2325为一体成型结构。

所述第一下转接体235的内壁中部布置有固定板2351，所述固定板2351的底面安装有电磁铁2352，所述述电磁铁2352伸入第一定位套2323内，所述电磁铁2352内布置有隔板2355，隔板2355将电磁铁2352内部分隔成两个腔室，其中一个腔室内安装有电磁铁线圈2353，所述电磁铁2352内部布置有能够沿其长度方向移动的电磁铁衔铁2354，电磁铁衔铁2354的一端位于电磁铁线圈2353内，另一端穿过另一个腔室、并与锁定钩2356卡接，所述锁定钩2356的底部通过螺钉与第一上转接体232连接，锁定钩2356的顶端伸入第一下转接体235内，所述另一腔室内布置有压缩弹簧2357，压缩弹簧2357套设在电磁铁衔铁2354上，所述压缩弹簧2357的一端抵靠在隔板2355上，另一端抵靠在电磁铁衔铁2354的凸沿2358上，该凸沿2358位于另一腔室内。

安装时，分离弹簧2326的顶端套设在第二定位套2324上，底端套设在定位凸起2322上，且第一定位套2324的顶端与第一下转接体235通过衔铁2354连接，使分离弹簧2326受力压缩在第二定位套2324、第一定位套2323、环形定位板2325、定位凸起2322和底托2321之间形成的空腔。所述第二定位套2324、第一定位套2323和环形定位板2325可为一体成型结构；所述定位凸起2322和底托2321及第一上转接体232可为一体成型结构；所述第一下转接体235和固定板2351可为一体成型结构。

当该第一连接件23上的第一分离开关233接收到分离信号时，电磁铁线圈2353上电，电磁铁2352通过磁吸力将电磁铁衔铁2354收回至电磁铁2352内部，并与锁定钩2356分离，使第一上转接体232和第一下转接体235分离，分离弹簧2326释放，将上层卫星2弹出。

参见图11-12所示；

所述第一上转接体232和第一下转接体235上远离对应卫星2的侧面通过簧片26连接。簧片26使上下相邻的卫星2之间实现等电位连接。

参见图5-6所示；

所述第二连接件24包括：

第二碳纤管241，所述第二碳纤管241的顶端靠近对应卫星2横向轴线布置，第二碳纤管241的底端低于对应卫星2的底面；

第二上转接体242，所述第二上转接体242安装于第二碳纤管241的顶端，所述第二上转接体242的外壁上布置有第三分离开关243和第三接地桩244；

第二下转接体245，所述第二下转接体245安装于第二碳纤管241的底端，所述第二下转接体245的外壁上布置有第四分离开关246和第四接地桩247，所述第四分离开关246与第三分离开关243以及第四接地桩247和第三接地桩244分别位于第二碳纤管241的两侧。

所述第三连接件25包括：

第三碳纤管251，所述第三碳纤管251的顶端靠近对应卫星2横向轴线布置，第三碳纤管251的底端低于对应卫星2的底面；

第三上转接体252，所述第三上转接体252安装于第三碳纤管251的顶端，所述第三上转接体252的外壁上布置有第五分离开关253和第五接地桩254；

第三下转接体255，所述第三下转接体255安装于第三碳纤管251的底端，所述第三下转接体255的外壁上布置有第六分离开关256和第六接地桩257，所述第六分离开关256与第五分离开关253以及第六接地桩257和第五接地桩254分别位于第三碳纤管251的两侧。

位于同一行上的两个所述卫星2通过同侧的第二下转接体245与第三上转接体252扣合连接、所述第二下转接体245上的第四分离开关246和第三上转接体252上的第五分离开关253处于压紧状态，所述第二列卫星组22的卫星2上的第二上转接体242与第一列卫星组21对应的卫星2上的第三下转接体255扣合连接，所述第二上转接体242上的第三分离开关243和第三下转接体255上的第六分离开关256处于压紧状态。

第二连接件24的第二上转接体242与第三连接件25的第三下转接体255之间以及第二连接件24的第二下转接体245与第三连接件25的第三上转接体252之间均可采用锥形外壁和锥形内壁扣合，能够限制相邻卫星2横向的移动，提高该两个卫星2之间的连接刚度，使相邻卫星的连接更加可靠；当第三分离开关243、第四分离开关246、第五分离开关253或第六分离开关256采集到分离信号时，根据信号命令，上述对应的第二上转接体242与第三下转接体255以及第二下转接体245与第三上转接体252之间分别进行分离，分离便捷且可靠。

同一行上的两个卫星2上依次分离，当第一个卫星2上的第三连接件25的第三上转接体252与位于该第三上转接体252上方的上一行卫星2的第二下转接体245之间、第二连接件24的第二上转接体242以及每个第三连接件25的第三下转接体255同步分离后，同一行上的第二个卫星2上第一连接件23的第一上转接体232与上一行卫星2的第一下连接体235之间分离，保证位于同一行的两个卫星2能够有效且稳定的分离。

每个卫星2上的与第二连接件24或第三连接件25对应侧面的接地线分别汇总与该卫星2上对应的第四接地桩247和第三接地桩244以及第四接地桩247和第三接地桩244上。

第三上转接体252与第二下转接体245的内部连接、第二上转接体242和第三下转接体255的内部连接均可采用相邻第一连接件23之间的电磁铁、衔铁和分离弹簧结构，以便于位于同一行的两个卫星2之间分离。

本申请的第一分离开关233、第二分离开关236、第三分离开关243、第四分离开关246、第五分离开关253和第六分离开关256在卫星2分离前均处于压紧状态，分离开时后，对应的第一分离开关233、第二分离开关236、第三分离开关243、第四分离开关246、第五分离开关253和第六分离开关256的压点弹开，状态发生变化。

参见图1-4、7-10、13所示；

所述压紧释放机构3包括对称布置的两个压紧杆31，每个所述压紧杆31的底端均通过铰链32与底座34连接，第七分离开关33安装于所述铰链32上，用于感知压紧杆31的展开状态，所述底座34固定在运载适配器1上；两个所述压紧杆31的顶端穿过一压紧块35、且穿过压紧块35的端部安装有分离螺母36，多个所述压紧块35分别压装在最上方的第一连接件23和第三连接件25上。分离螺母36为火工或非火工式；压紧杆31可设计为中空的碳纤维杆，以减轻重量。

当运载适配器1携带第一列卫星组21和第二列卫星组22运行至与分离位置时，每个压紧杆31顶端的分离螺母36与对应的压紧杆31解锁，压紧块35在压紧杆31上套设弹簧的作用下移动，并与对应卫星2顶端的第一上转接体232或第三上转接体252分离；分离时，每个释放机构3的两个压紧杆31向外展开，且每个压紧杆31底端通过铰链32与底座34连接，当第七分离开关33采集到对应的压紧杆31完全展开的信号后，每一行卫星2逐步进行分离。

位于最上方的第一分离开关233和第二分离开关236以及第四分离开关246和第五分离开关253采集到第七分离开关33的上连接压紧杆31完全展开的信号后，改变状态，将对应的位移最顶端且同一行的两个卫星2分离弹出，弹出后，第二上转接体242和第三下转接体255之间的电磁铁、衔铁、分离弹簧工作，使这两个卫星2进行分离。

每个卫星2上还可装有用来判断卫星是否到达预定轨道高度的传感器，如振动传感器、真空传感器等，以提高分离的可靠性，该传感器也可输出分离信号，用于控制卫星2的正常分离。

所述第一分离开关233、第二分离开关236、第三分离开关243、第四分离开关246、第五分离开关253、第六分离开关256和第七分离开关33可采用公开号为CN207925331U专利中的公开的开关。

参见图17所示；

本发明实施例所述的适用于一箭多星发射的星箭分离方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：当运载适配器1在预定轨道运动到T0时刻时，运载适配器1上的分离控制器发出星箭分离指令，同时运载末级与卫星组合体绕自身横轴缓慢旋转；

步骤二：当运载适配器1在预定轨道运动到T1时刻，每个压紧释放机构3的所有分离螺母36解锁，每个压紧释放机构3的两个压紧杆31均向外展开，展开至水平状态后，其根部被铰链32锁定，每个压紧杆31根部铰链32上的第七分离开关33采集压紧释放机构3的展开信号；

步骤三：当运载适配器1在预定轨道运动到T2时刻，第二列卫星组22上最顶端的卫星2上的第一分离开关233状态发生变化，对应的电磁铁2352通电，电磁铁2352解锁，该卫星2被弹出，同时该卫星2上的第六分离开关256的状态发生变化；

步骤四：当运载适配器1在预定轨道运动到T3时刻，运载末级攻角调整至α，此时第一列卫星组21上最顶端的卫星2上的第三分离开关243状态发生变化，对应电磁铁2352通电，电磁铁2352解锁，该卫星2被弹出，同时该卫星2上的第四分离开关246的状态发生变化；

步骤五：运载末级继续旋转，依次将剩余卫星2释放；

步骤六：当运载适配器1在预定轨道运动到T11时刻，运载末级攻角调整至β，此时运载适配器1上剩余的卫星2上的第五分离开关253的状态发生变化，对应电磁铁2352通电，电磁铁2352解锁，该卫星2被弹出，同时该卫星2上的第六分离开关256状态发生变化；

步骤七：当运载适配器1在预定轨道运动到T12时刻，运载末级攻角调整至γ，运载进入末级离轨段

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (10)

1.适用于一箭多星发射的星箭分离系统，其特征在于，该系统包括：

运载适配器(1)，

卫星(2)，多颗所述卫星(2)叠置成第一列卫星组(21)和第二列卫星组(22)，所述第一列卫星组(21)和第二列卫星组(22)之间上下左右均颠倒布置、且第一列卫星组(21)和第二列卫星组(22)上的卫星数目相同；

压紧释放机构(3)，多个所述压紧释放机构(3)的底端均布置在运载适配器(1)顶面，多个所述压紧释放机构(3)顶端分别与第一列卫星组(21)和第二列卫星组(22)顶端连接，多个所述压紧释放机构(3)均匀布置在第一列卫星组(21)和第二列卫星组(22)整体的边缘处；

所述第一列卫星组(21)上的每个卫星(2)的左侧面以及第二列卫星组(22)上的每个卫星(2)的右侧面分别布置有第一连接件(23)，位于同侧且相邻的两个第一连接件(23)之间相连接，位于最上方的第一连接件(23)的顶端与对应的压紧释放机构(3)连接；所述第一列卫星组(21)上的每个卫星(2)的前侧面和后侧面底部分别布置有第二连接件(24)，所述第二列卫星组(22)上的每个卫星(2)的前侧面和后侧面顶部分别布置有第三连接件(25)，每个所述第一列卫星组(21)上的卫星(2)通过其上的第二连接件(24)和与该卫星(2)不同列且相邻卫星(2)上的第三连接件(25)连接，位于最上方的第一连接件(23)和第三连接件(25)的顶端分别与对应的压紧释放机构(3)连接，位于最下方的第一连接件(23)和第三连接件(25)的底端分别与运载适配器(1)连接。

2.根据权利要求1所述的适用于一箭多星发射的星箭分离系统，其特征在于，所述第一连接件(23)包括：

第一碳纤管(231)，所述第一碳纤管(231)的顶端高于对应卫星(2)的顶面，第一碳纤管(231)的底面低于对应卫星(2)的底面；

第一上转接体(232)，所述第一上转接体(232)为中空结构，第一上转接体(232)的底部嵌入第一碳纤管(231)的顶端内，所述第一上转接体(232)的外壁上布置有第一分离开关(233)和第一接地桩(234)；

第一下转接体(235)，所述第一下转接体(232)为中空结构，第一下转接体(235)的顶部嵌入第一碳纤管(231)的底端内；所述第一下转接体(235)的外壁上布置有第二分离开关(236)和第二接地桩(237)；所述第二分离开关(236)与第一分离开关(233)以及第二接地桩(237)和第一接地桩(234)分别位于第一碳纤管(231)的两侧。

所述第一列卫星组(21)上位于上方的卫星(2)上的第一下转接体(235)与位于下方的卫星(2)上的第一上转接体(232)扣合连接、且第一下转接体(235)上的第二分离开关(236)和第一上转接体(232)上的第一分离开关(233)处于压紧状态。

3.根据权利要求2所述的适用于一箭多星发射的星箭分离系统，其特征在于，所述第一上转接体(232)的顶部外壁为锥形外壁，第一下转接体(235)的底部外壁为锥形内壁，所述锥形外壁与锥形内壁相扣合连接，所述第一上转接体(232)顶部远离对应卫星(2)的侧面具有第一凸沿(238)，所述第一凸沿(238)卡设在第一碳纤管(231)的顶端，所述第一下转接体(235)的底部远离对应卫星(2)的侧面具有第二凸沿(239)，所述第二凸沿(239)与第一凸沿(238)相贴合。

4.根据权利要求3所述的适用于一箭多星发射的星箭分离系统，其特征在于，所述第一上转接体(232)底端具有底托(2321)，所述底托(2321)的底面中部向第一上转接体(232)内凹陷形成定位凸起(2322)，所述第一上转接体(232)内布置有第一定位套(2323)，所述第一定位套(2323)的内壁上布置有第二定位套(2324)，第二定位套(2324)的顶端与第一定位套(2323)内壁的顶部通过环形定位板(2325)连接，所述第一定位套(2323)套设在定位凸起(2322)上，第一定位套(2323)的外壁底部与第一碳纤管(231)的内壁相贴合，第二定位套(2324)的底端抵靠在定位凸起(2322)的顶面上，所述第二定位套(2324)、第一定位套(2323)、环形定位板(2325)、定位凸起(2322)和底托(2321)之间形成的空腔内布置有分离弹簧(2326)，所述分离弹簧(2326)的两端分别抵靠在环形定位板(2325)和底托(2321)上、且分离弹簧(2326)套设在定位凸起(2322)和第一定位套(2323)上，第一定位套(2323)、第二定位套(2324)和环形定位板(2325)为一体成型结构。

5.根据权利要求4所述的适用于一箭多星发射的星箭分离系统，其特征在于，所述第一下转接体(235)的内壁中部布置有固定板(2351)，所述固定板(2351)的底面安装有电磁铁(2352)，所述电磁铁(2352)伸入第一定位套(2323)内，所述电磁铁(2352)内布置有隔板(2355)，隔板(2355)将电磁铁(2352)内部分隔成两个腔室，其中一个腔室内安装有电磁铁线圈(2353)，所述电磁铁(2352)内部布置有能够沿其长度方向移动的电磁铁衔铁(2354)，电磁铁衔铁(2354)的一端位于电磁铁线圈(2353)内，另一端穿过另一个腔室、并与锁定钩(2356)卡接，所述锁定钩(2356)的底部通过螺钉与第一上转接体(232)连接，锁定钩(2356)的顶端伸入第一下转接体(235)内，所述另一腔室内布置有压缩弹簧(2357)，压缩弹簧(2357)套设在电磁铁衔铁(2354)上，所述压缩弹簧(2357)的一端抵靠在隔板(2355)上，另一端抵靠在电磁铁衔铁(2354)的凸起(2358)上，该凸起(2358)位于另一腔室内。

6.根据权利要求5所述的适用于一箭多星发射的星箭分离系统，其特征在于，所述第一上转接体(232)和第一下转接体235上远离对应卫星(2)的侧面通过簧片(26)等电位连接。

7.根据权利要求1所述的适用于一箭多星发射的星箭分离系统，其特征在于，所述第二连接件(24)包括：

第二碳纤管(241)，所述第二碳纤管(241)的顶端靠近对应卫星(2)横向轴线布置，第二碳纤管(241)的底端低于对应卫星(2)的底面；

第二上转接体(242)，所述第二上转接体(242)安装于第二碳纤管(241)的顶端，所述第二上转接体(242)的外壁上布置有第三分离开关(243)和第三接地桩(244)；

第二下转接体(245)，所述第二下转接体(245)安装于第二碳纤管(241)的底端，所述第二下转接体(245)的外壁上布置有第四分离开关(246)和第四接地桩(247)，所述第四分离开关(246)与第三分离开关(243)以及第四接地桩(247)和第三接地桩(244)分别位于第二碳纤管(241)的两侧。

8.根据权利要求7所述的适用于一箭多星发射的星箭分离系统，其特征在于，所述第三连接件(25)包括：

第三碳纤管(251)，所述第三碳纤管(251)的顶端靠近对应卫星(2)横向轴线布置，第三碳纤管(251)的底端低于对应卫星(2)的底面；

第三上转接体(252)，所述第三上转接体(252)安装于第三碳纤管(251)的顶端，所述第三上转接体(252)的外壁上布置有第五分离开关(253)和第五接地桩(254)；

第三下转接体(255)，所述第三下转接体(255)安装于第三碳纤管(251)的底端，所述第三下转接体(255)的外壁上布置有第六分离开关(256)和第六接地桩(257)，所述第六分离开关(256)与第五分离开关(253)以及第六接地桩(257)和第五接地桩(254)分别位于第三碳纤管(251)的两侧。

位于同一行上的两个所述卫星(2)通过同侧的第二下转接体(245)与第三上转接体(252)扣合连接、且所述第二下转接体(245)上的第四分离开关(246)和第三上转接体(252)上的第五分离开关(253)处于压紧状态，所述第二列卫星组(22)的卫星(2)上的第二上转接体(242)与第一列卫星组(21)对应的卫星(2)上的第三下转接体(255)扣合连接，所述第二上转接体(242)上的第三分离开关(243)和第三下转接体(255)上的第六分离开关(256)处于压紧状态。

9.根据权利要求1所述的适用于一箭多星发射的星箭分离系统，其特征在于，所述压紧释放机构(3)包括对称布置的两个压紧杆(31)，每个所述压紧杆(31)的底端均通过铰链(32)与底座(34)连接，第七分离开关(33)安装于所述铰链(32)上，所述底座(34)固定在运载适配器(1)上；两个所述压紧杆(31)的顶端穿过一压紧块(35)、且穿过压紧块(35)的端部安装有分离螺母(36)，多个所述压紧块(35)分别压装在最上方的第一连接件(23)和第三连接件(25)上。

10.根据权利要求1-9任一项所述的适用于一箭多星发射的星箭分离系统，其特征在于，其分离方法包括以下步骤：

步骤一：当运载适配器(1)在预定轨道运动到T0时刻时，分离控制器发出星箭分离指令，同时运载末级与卫星组合体绕自身横轴缓慢旋转；

步骤二：当运载适配器(1)在预定轨道运动到T1时刻，每个压紧释放机构(3)的所有分离螺母(36)解锁，每个压紧释放机构(3)的两个压紧杆(31)均向外展开，展开至水平状态后其根部被铰链(32)锁定，每个压紧杆(31)根部铰链(32)上的第七分离开关(33)采集压紧释放机构(3)的展开信号；

步骤三：当运载适配器(1)在预定轨道运动到T2时刻，第二列卫星组(22)上最顶端的卫星(2)上的第一分离开关(233)状态发生变化，对应的电磁铁(2352)通电，电磁铁(2352)解锁，该卫星(2)被弹出，同时该卫星(2)上的第六分离开关(256)的状态发生变化；

步骤四：当运载适配器(1)在预定轨道运动到T3时刻，运载末级攻角调整至α，此时第一列卫星组(21)上最顶端的卫星(2)上的第三分离开关(243)状态发生变化，对应电磁铁(2352)通电，电磁铁(2352)解锁，该卫星(2)被弹出，同时该卫星(2)上的第四分离开关(246)的状态发生变化；

步骤五：运载末级继续旋转，依次将剩余卫星(2)释放；

步骤六：当运载适配器(1)在预定轨道运动到T11时刻，运载末级攻角调整至β，此时运载适配器(1)上剩余的卫星(2)上的第五分离开关(253)的状态发生变化，对应电磁铁(2352)通电，电磁铁(2352)解锁，该卫星(2)被弹出，同时该卫星(2)上的第六分离开关(256)状态发生变化；

步骤七：当运载适配器(1)在预定轨道运动到T12时刻，运载末级攻角调整至γ，运载进入末级离轨段。

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