CN114408214A

CN114408214A - 一种适用于多光学大质量载荷的高承载对地观测小卫星构型

Info

Publication number: CN114408214A
Application number: CN202111592461.9A
Authority: CN
Inventors: 齐卫红; 张可立; 刘质加; 葛逸民; 王瑞显
Original assignee: Aerospace Dongfanghong Satellite Co Ltd
Current assignee: Aerospace Dongfanghong Satellite Co Ltd
Priority date: 2021-12-23
Filing date: 2021-12-23
Publication date: 2022-04-29
Anticipated expiration: 2041-12-23
Also published as: CN114408214B

Abstract

一种适用于多光学大质量载荷的高承载对地观测小卫星构型，包括卫星结构(1)、卫星光学载荷一(2)、卫星光学载荷二(3)、卫星光学载荷三(4)、可展开式数传天线(5)、可展开式太阳翼(6)，卫星结构(1)包括对接环(101)、平台舱、载荷舱，卫星光学载荷一、卫星光学载荷二、卫星光学载荷三以品字形阶梯分布于卫星结构上，卫星光学载荷一安装于卫星结构的载荷舱顶板上，卫星光学载荷二、卫星光学载荷三均安装于卫星结构的载荷舱底板上，可展开式数传天线通过二维转动实现信号接收与发送，对称设置于卫星结构的前侧板的左右两侧，可展开式太阳翼收拢后对称固定于卫星结构的左侧板、右侧板上。

Description

一种适用于多光学大质量载荷的高承载对地观测小卫星构型

技术领域

本发明涉及一种适用于多光学大质量载荷的高承载对地观测小卫星构型，属于航天卫星技术领域。

背景技术

目前我国常用的小卫星平台，多采用纯板式结构，结构板通常采用蜂窝+铝蒙皮的复合材料结构，平台设备一般安装在卫星的隔板和侧板上。这种形式的卫星构形紧凑、空间利用率高，可操作性好，制造成本低。但是卫星的对地面面积和承载能力受到限制。

对地观测光学载荷需要安装在卫星的对地面，多个对地观测光学载荷布置在同一颗卫星上，就会对卫星的对地面提出更高的要求。而且随着观测精度的要求越来越高，载荷的规模也越来越大，重量越来越重，对现有小卫星构形提出了更高的适应性需求。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对目前现有技术中，传统对地观测小卫星构形不能满足对地观测任务需求的问题，提出了一种适用于多光学大质量载荷的高承载对地观测小卫星构型。

本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：

一种适用于多光学大质量载荷的高承载对地观测小卫星构型，包括卫星结构、卫星光学载荷一、卫星光学载荷二、卫星光学载荷三、可展开式数传天线、可展开式太阳翼，所述卫星光学载荷一、卫星光学载荷二、卫星光学载荷三以品字形阶梯分布于卫星结构上，卫星光学载荷一安装于卫星结构的载荷舱顶板上，卫星光学载荷二、卫星光学载荷三均安装于卫星结构的载荷舱底板上，所述可展开式数传天线通过二维转动实现信号接收与发送，对称设置于卫星结构的前侧板的左右两侧，可展开式太阳翼收拢后对称固定于卫星结构的左侧板、右侧板上。

所述卫星结构包括对接环、平台舱、载荷舱，具体为：

平台舱包括平台舱底板、平台舱长隔板一、平台舱长隔板二、平台舱短隔板一、平台舱短隔板二、平台舱短隔板三、平台舱短隔板四、平台舱小隔板一、平台舱小隔板二；

载荷舱包括载荷舱底板、载荷舱长隔板、载荷舱短隔板一、载荷舱短隔板二、载荷舱短隔板三、载荷舱顶板、左侧板、右侧板、前侧板、后侧板，其中：

对接环分别与平台舱长隔板一、平台舱长隔板二通过角盒连接，平台舱短隔板一、平台舱短隔板二、平台舱短隔板三、平台舱短隔板四分别通过角盒与对接环连接，平台舱小隔板一、平台舱小隔板二通过螺钉与对接环直接连接。

所述载荷舱短隔板一与平台舱短隔板三上下对齐设置，载荷舱短隔板二与平台舱短隔板四上下对齐设置。

所述平台舱短隔板一与平台舱短隔板二间距与平台舱短隔板三与平台舱短隔板四间距一致，根据卫星结构设计情况进行调整。

所述左侧板、右侧板下半部分均为矩形，上半部分均为梯形，所述可展开式太阳翼收拢后对称固定于左侧板、右侧板上。

所述对地数传天线用于进行双站接力传输，通过二维转动实现。

所述对接环与平台舱连接点为10处。

所述平台舱长隔板一、平台舱长隔板二分别设置两处通过角盒与对接环连接。

所述平台舱短隔板一、平台舱短隔板二、平台舱短隔板三、平台舱短隔板四分别有一处通过角盒与对接环连接。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明提供的一种适用于多光学大质量载荷的高承载对地观测小卫星构型，通过一种阶梯式卫星结构的新型构形，能够实现利用小卫星平台实现多个大质量对地观测光学载荷同时在轨工作的目的，解决了板式卫星结构承载能力低、对地面设备安装空间不足的问题，整体结构稳定，结构重量在整星重量中的占比低，可靠性更高，同时能满足现有的光学类海洋观测卫星任务的需求。

附图说明

图1为发明提供的小卫星构型分解视图；

图2为发明提供的主承力接头位置图；

图3为发明提供的平台舱主传力结构部装图；

图4为发明提供的载荷舱主传力结构部装图；

图5为发明提供的卫星总装示意图；

具体实施方式

一种适用于多光学大质量载荷的高承载对地观测小卫星构型，达到了改进现有小卫星平台以适应多个大质量光学载荷的需求的目的，具体结构如下：

包括卫星结构、卫星光学载荷一、卫星光学载荷二、卫星光学载荷三、可展开式数传天线、可展开式太阳翼，卫星光学载荷一、卫星光学载荷二、卫星光学载荷三以品字形阶梯分布于卫星结构上，卫星光学载荷一安装于卫星结构的载荷舱顶板上，卫星光学载荷二、卫星光学载荷均安装于卫星结构的载荷舱底板上，所述可展开式数传天线通过二维转动实现信号接收与发送，对称设置于卫星结构的前侧板的左右两侧，可展开式太阳翼收拢后对称固定于卫星结构的左侧板、右侧板上。

其中，卫星结构包括对接环、平台舱、载荷舱，具体为：

对接环分别与平台舱长隔板一、平台舱长隔板二通过角盒连接，平台舱短隔板一、平台舱短隔板二、平台舱短隔板三、平台舱短隔板四分别通过角盒与对接环连接，平台舱小隔板一、平台舱小隔板二通过螺钉与对接环直接连接；

具体的，对接环与平台舱连接点为10处，平台舱长隔板一、平台舱长隔板二分别设置两处通过角盒与对接环连接，平台舱短隔板一、平台舱短隔板二、平台舱短隔板三、平台舱短隔板四分别有一处通过角盒与对接环连接；

载荷舱短隔板一与平台舱短隔板三上下对齐设置，载荷舱短隔板二与平台舱短隔板四上下对齐设置；

平台舱短隔板一与平台舱短隔板二间距与平台舱短隔板三与平台舱短隔板四间距一致，根据卫星结构设计情况进行调整；

左侧板、右侧板下半部分均为矩形，上半部分均为梯形，可展开式太阳翼收拢后对称固定于左侧板、右侧板上；

对地数传天线用于进行双站接力传输，通过二维转动实现。

下面根据具体实施例进行进一步说明：

在当前实施例中，如图1所示，卫星的结构分为对接环、平台舱和载荷舱，平台舱由平台舱底板102、平台舱长隔板一103、平台舱长隔板二104、平台舱短隔板一105、平台舱短隔板二106、平台舱短隔板三107、平台舱短隔板四108、平台舱小隔板一109、平台舱小隔板二110组成。载荷舱由载荷舱底板111、载荷舱长隔板112、载荷舱短隔板一113、载荷舱短隔板二114、载荷舱短隔板三115、载荷舱顶板116、左侧板117、右侧板118、前侧板119和后侧板120组成。

如图2所示，卫星平台舱长隔板间的距离为540mm，卫星平台舱短隔板间的距离为700mm，卫星平台舱小隔板间的距离为1162mm，平台舱舱隔板和对接环之间设置了10个主承力接头，其中主承力接头1～8采用在隔板外部粘贴金属加强件实现，主承力接头9,10采用在隔板内预埋金属加强件实现。

卫星对接环采用锻铝加工而成，所有舱板均采用铝蒙皮加铝蜂窝的夹层结构形式，对接环与卫星舱板之间采用螺钉直接安装、卫星各个舱板之间可以采用螺钉直接安装，也可以采用角盒进行连接。

在装配过程中，按照先平台舱再载荷舱，最后安装侧板的顺序进行。

平台舱装配顺序为：1、连接平台舱底板和对接环法兰；2、连接平台舱底板与平台舱长隔板一和平台舱长隔板二；3、连接平台舱底板和平台短隔板一～平台短隔板四；4、连接平台舱长隔板一和平台舱短隔板一和平台舱短隔板二；5、连接平台舱长隔板二和平台舱短隔板三,平台舱短隔板四；6、连接平台舱底板和平台舱小隔板一和平台舱小隔板二；7、连接平台舱长隔板和平台舱小隔板一和平台舱小隔板二。平台舱装配完成后的状态如图3所示。

载荷舱的装配顺序为：1、连接载荷舱底板与平台舱各个隔板；2、连接载荷舱底板和载荷舱短隔板一；3、连接载荷舱长隔板和载荷舱短隔板一；4、连接载荷舱底板和载荷舱短隔板二；4、连接载荷舱长隔板和载荷舱短隔板二；5、连接载荷舱底板和载荷舱短隔板三；6、连接载荷舱短隔板二和载荷舱短隔板三；7、连接载荷舱顶板和载荷舱各个隔板。载荷舱装配完成后的状态如图4所示。

如图5所示，卫星配置了三台主要光学有效载荷，呈“品”字形阶梯分布，其中光学有效载荷一2安装在载荷舱顶板116，光学有效载荷二3和光学有效载荷三4并排安装在载荷舱底板111，两副可展开式太阳翼对称安装在卫星左侧板117和右侧板118，两副可展开式点波束天线安装在前侧板119的左右两侧。

一种适用于多光学大质量载荷的高承载对地观测小卫星构型，可以满足新一代海洋水色观测卫星有效载荷的布局要求，新一代海洋水色卫星配置了三个主要光学载荷，卫星载荷任务配置丰富、全面，满足海洋观测遥感多要素信息获取需求，同时卫星配置有高速数传系统和点波束天线，两副天线具有同时对两个地面站接力跟踪的能力，并且在接力过程中保证记录数据不丢失。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域技术人员的公知技术。

Claims

1.一种适用于多光学大质量载荷的高承载对地观测小卫星构型，其特征在于：包括卫星结构(1)、卫星光学载荷一(2)、卫星光学载荷二(3)、卫星光学载荷三(4)、可展开式数传天线(5)、可展开式太阳翼(6)，所述卫星光学载荷一(2)、卫星光学载荷二(3)、卫星光学载荷三(4)以品字形阶梯分布于卫星结构上，卫星光学载荷一(2)安装于卫星结构(1)的载荷舱顶板上，卫星光学载荷二(3)、卫星光学载荷3(4)均安装于卫星结构(1)的载荷舱底板上，所述可展开式数传天线(5)通过二维转动实现信号接收与发送，对称设置于卫星结构(1)的前侧板的左右两侧，可展开式太阳翼(6)收拢后对称固定于卫星结构(1)的左侧板、右侧板上。

2.根据权利要求1所述的一种适用于多光学大质量载荷的高承载对地观测小卫星构型，其特征在于：

所述卫星结构包括对接环(101)、平台舱、载荷舱，具体为：

平台舱包括平台舱底板(102)、平台舱长隔板一(103)、平台舱长隔板二(104)、平台舱短隔板一(105)、平台舱短隔板二(106)、平台舱短隔板三(107)、平台舱短隔板四(108)、平台舱小隔板一(109)、平台舱小隔板二(110)；

载荷舱包括载荷舱底板(111)、载荷舱长隔板(112)、载荷舱短隔板一(113)、载荷舱短隔板二(114)、载荷舱短隔板三(115)、载荷舱顶板(116)、左侧板(117)、右侧板(118)、前侧板(119)、后侧板(120)，其中：

对接环(101)分别与平台舱长隔板一(103)、平台舱长隔板二(104)通过角盒连接，平台舱短隔板一(105)、平台舱短隔板二(106)、平台舱短隔板三(107)、平台舱短隔板四(108)分别通过角盒与对接环(101)连接，平台舱小隔板一(109)、平台舱小隔板二(110)通过螺钉与对接环(101)直接连接。

3.根据权利要求2所述的一种适用于多光学大质量载荷的高承载对地观测小卫星构型，其特征在于：

所述载荷舱短隔板一(113)与平台舱短隔板三(107)上下对齐设置，载荷舱短隔板二(114)与平台舱短隔板四(108)上下对齐设置。

4.根据权利要求3所述的一种适用于多光学大质量载荷的高承载对地观测小卫星构型，其特征在于：

所述平台舱短隔板一(105)与平台舱短隔板二(106)间距与平台舱短隔板三(107)与平台舱短隔板四(108)间距一致，根据卫星结构设计情况进行调整。

5.根据权利要求4所述的一种适用于多光学大质量载荷的高承载对地观测小卫星构型，其特征在于：

所述左侧板(117)、右侧板(118)下半部分均为矩形，上半部分均为梯形，所述可展开式太阳翼(6)收拢后对称固定于左侧板(117)、右侧板(118)上。

6.根据权利要求5所述的一种适用于多光学大质量载荷的高承载对地观测小卫星构型，其特征在于：

所述对地数传天线(5)用于进行双站接力传输，通过二维转动实现。

7.根据权利要求6所述的一种适用于多光学大质量载荷的高承载对地观测小卫星构型，其特征在于：

所述对接环(101)与平台舱连接点为10处。

8.根据权利要求7所述的一种适用于多光学大质量载荷的高承载对地观测小卫星构型，其特征在于：

所述平台舱长隔板一(103)、平台舱长隔板二(104)分别设置两处通过角盒与对接环(101)连接。

9.根据权利要求8所述的一种适用于多光学大质量载荷的高承载对地观测小卫星构型，其特征在于：

所述平台舱短隔板一(105)、平台舱短隔板二(106)、平台舱短隔板三(107)、平台舱短隔板四(108)分别有一处通过角盒与对接环(101)连接。