[發(fā)明專利]小型化軌道拖船衛(wèi)星構(gòu)型與布局設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410464928.5
• 申請(qǐng)日: 2014-09-12
• 公開（公告）號(hào): CN104290918A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊燕;崔本杰;鄧泓;鄧武東;賴京
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海衛(wèi)星工程研究所
• 主分類號(hào): B64F5/00
• 分類號(hào): B64F5/00;B64G1/10
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航天飛行器構(gòu)型與布局設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其為一種帶錨定機(jī)構(gòu)的小型化軌道拖船衛(wèi)星的構(gòu)型與布局設(shè)計(jì)，具體涉及小型化軌道拖船衛(wèi)星構(gòu)型與布局設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

軌道拖船是一種小型航天器，由主航天器攜帶并在軌分離，吸附或附著在目標(biāo)航天器上，接管目標(biāo)航天器的姿態(tài)及軌道控制功能，并將其離軌，此過程如圖1所示。

經(jīng)過調(diào)研，目前衛(wèi)星的構(gòu)型與布局方法一般適用于全自主控制模式下的大型航天器，而對(duì)于此類附著于主航天器的軌道拖船衛(wèi)星的構(gòu)型和布局并無先例。

一般大型航天器構(gòu)型與布局方法：需要考慮包括整流罩、姿態(tài)穩(wěn)定方式和需要參考成熟平臺(tái)和類似衛(wèi)星的設(shè)計(jì)；對(duì)于衛(wèi)星的指向精度、姿態(tài)穩(wěn)定度等指標(biāo)也有嚴(yán)格要求；外伸部件眾多，包括展開式太陽電池陣，天線、載荷等其它需要外伸的部件；需要滿足各種儀器設(shè)備安裝要求以及能夠與外部環(huán)境相適應(yīng)的整體設(shè)計(jì)工作。

因此，針對(duì)一般大型航天器的構(gòu)型與布局設(shè)計(jì)方法并不適用于本軌道拖船衛(wèi)星的設(shè)計(jì)要求。針對(duì)衛(wèi)星總體需求，在設(shè)計(jì)軌道拖船衛(wèi)星的過程中，將重點(diǎn)體現(xiàn)“輕量化、小型化和低成本化”三個(gè)目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種小型化軌道拖船衛(wèi)星構(gòu)型與布局設(shè)計(jì)方法。

根據(jù)本發(fā)明提供的小型化軌道拖船衛(wèi)星構(gòu)型與布局設(shè)計(jì)方法，包括如下步驟：

步驟A：根據(jù)總體任務(wù)需求，確定衛(wèi)星的基本構(gòu)型和主要主承力構(gòu)件；

步驟B：設(shè)計(jì)錨定機(jī)構(gòu)和緩沖機(jī)構(gòu)；

步驟C：確定衛(wèi)星艙外單機(jī)與推力器布局方案；

步驟D：確定衛(wèi)星艙內(nèi)單機(jī)布局方案；

步驟E：根據(jù)輕量化、小型化的設(shè)計(jì)要求，對(duì)衛(wèi)星的構(gòu)型與布局進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，具體地：衛(wèi)星整體構(gòu)型為圓柱形，衛(wèi)星的外側(cè)板為鋁蜂窩板結(jié)構(gòu)，外側(cè)板使用碳纖維蒙皮包覆設(shè)計(jì)，以減輕衛(wèi)星質(zhì)量，同時(shí)對(duì)衛(wèi)星剛度的影響也較小。

優(yōu)選地，在所述步驟A中，具體地：衛(wèi)星基本構(gòu)型為圓柱體型，中心軸線方向安裝承力筒，表面張力貯箱安裝在承力筒內(nèi)部；貯箱采用單法蘭剛性連接，貯箱與安裝板之間采用4mm玻璃鋼墊片隔熱安裝。

優(yōu)選地，在所述步驟B中，具體地：錨定機(jī)構(gòu)包括錨鉤，其中錨鉤中安裝釋放解鎖裝置，當(dāng)錨鉤插進(jìn)目標(biāo)星后，釋放解鎖裝置啟動(dòng)，錨定展開固定住目標(biāo)星。

優(yōu)選地，在所述步驟C中，具體地：衛(wèi)星共配置8個(gè)姿控推力器，8個(gè)65°轉(zhuǎn)角的斜噴口推力器對(duì)稱布置在衛(wèi)星底板；錨定機(jī)構(gòu)位于衛(wèi)星頂板上中心位置，四組緩沖機(jī)構(gòu)距離中心點(diǎn)750mm，安裝于衛(wèi)星頂板的正負(fù)X軸方向和正負(fù)Y軸方向。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

本發(fā)明的優(yōu)越性體現(xiàn)在滿足衛(wèi)星基本指標(biāo)和實(shí)施方案的基礎(chǔ)上，減輕了航天器重量和成本，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星的輕量化、單機(jī)小型化和成本節(jié)約化設(shè)計(jì)。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

圖1為軌道拖船衛(wèi)星任務(wù)實(shí)施過程圖；

圖2為軌道拖船衛(wèi)星構(gòu)型圖；

圖3為主承力筒示意圖；

圖4為錨定機(jī)構(gòu)示意圖；

圖5為錨定緩沖系統(tǒng)布局示意圖；

圖6為推力器與測(cè)控天線布局示意圖；

圖7為拖船內(nèi)部布局示意圖；

圖8為網(wǎng)狀蒙皮示意圖。

圖中：

1?為主航天器；

2?為軌道拖船衛(wèi)星；

3?為目標(biāo)星；

4?為緩沖機(jī)構(gòu)；

5?為錨定機(jī)構(gòu)；

6?為推力器；

7?為測(cè)控天線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

1)根據(jù)總體任務(wù)需求，確定衛(wèi)星的基本外形和主承力構(gòu)件；

軌道拖船衛(wèi)星本體為圓柱型，承力筒式結(jié)構(gòu)，拖船由服務(wù)艙、星艙連接環(huán)、錨定緩沖系統(tǒng)等模塊組成，如圖2所示；主承力筒外形尺寸為Φ460mm×700mm，內(nèi)徑Φ430mm，筒體壁厚15mm，采用碳纖維蒙皮-鋁蜂窩夾層結(jié)構(gòu)型式，外形示意圖如圖3所示，拖船的包絡(luò)尺寸為Φ900mm×1000mm，滿足拖船輕量化、小型化的設(shè)計(jì)要求。拖船脫離母航天器后，處于自由飄飛狀態(tài)，接近目標(biāo)飛行器。

2)軌道拖船衛(wèi)星錨定機(jī)構(gòu)與緩沖機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)