[發(fā)明專利]一種雙超衛(wèi)星平臺載荷艙的一體化超穩(wěn)結構系統(tǒng)及其熱控方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011420111.X
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112455722A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設計）人: 祝竺;張偉;趙艷彬;廖波;馬偉;張祎;徐毅
• 申請（專利權）人: 上海衛(wèi)星工程研究所
• 主分類號: B64G1/22
• 分類號: B64G1/22;B64G1/50
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發(fā)明提供了一種雙超衛(wèi)星平臺載荷艙的一體化超穩(wěn)結構系統(tǒng)及其控熱方法，包括：載荷艙和平臺艙；所述載荷艙與所述平臺艙采用分艙設置，所述載荷艙通過磁浮機構與平臺艙連接；所述載荷艙包括多個有效載荷；所述多個有效載荷一體化固連安裝在載荷艙的碳纖維復合材料基座上；所述平臺艙包括貯箱和推進器，所述貯箱內放置推進器的工質。本發(fā)明能夠實現(xiàn)載荷艙高剛度、高結構穩(wěn)定度、高質心穩(wěn)定度三大性能，可滿足下一代激光測距重力場測量衛(wèi)星等空間科學探測任務，提升載荷的空間觀測精度。

技術領域

本發(fā)明涉及超穩(wěn)結構技術領域，具體地，涉及一種雙超衛(wèi)星平臺載荷艙的一體化超穩(wěn)結構系統(tǒng)及其熱控方法，更為具體地，涉及適用于雙超衛(wèi)星平臺載荷艙的一體化超穩(wěn)結構與熱控設計方法。

背景技術

高精度星間激光測距等空間科學任務對衛(wèi)星平臺的結構剛度、結構穩(wěn)定度、質心偏移等指標都提出了較高的要求。以下一代激光測距低低衛(wèi)衛(wèi)跟蹤重力測量衛(wèi)星為例，需實現(xiàn)nm級的星間激光測距任務，這就要求艙體結構基頻大于150Hz，激光測距參考基準點的形變穩(wěn)定度達到nm量級，艙體質心偏移小于0.05mm/年。因此迫切需要一個超穩(wěn)的載荷艙作為保障，以實現(xiàn)高精度的星間激光測距任務。

因此要實現(xiàn)nm級的測距精度，這就對衛(wèi)星結構材料和溫控提出了非常嚴格的要求。對于一個典型的普通衛(wèi)星平臺，其結構變形尺度高達mm級(3m×4m的天線尺寸)，貯箱工質的消耗導致衛(wèi)星質心偏移在mm級，無法滿足任務要求。因此，雙超衛(wèi)星平臺載荷艙的一體化超穩(wěn)結構與熱控設計是解決上述問題的關鍵之一。一方面，艙體內的載荷需要一個超穩(wěn)低形變的基座來安裝，另一方面，載荷艙要避免放置貯箱等工質消耗的部件，保障質心穩(wěn)定。

歐空局技術文獻《GOCE Instrument Thermal Control》闡述了重力梯度測量衛(wèi)星的核心載荷重力梯度儀的熱控技術，其將重力梯度儀的核心部件——加速度計置于超穩(wěn)碳碳結構制作而成的梯度儀基座上，主要目的是為了保證加速度計的測量不受梯度儀基座熱形變影響而引入額外的測量誤差。

專利文獻CN101607831A(申請?zhí)枺?00810110999.X)公開了一種碳/碳復合材料制造工藝,具體涉及一種針刺結構碳/碳復合材料制造工藝。本發(fā)明的目的是,提供一種能夠采用預氧絲作為預制件原材料的尺寸可控,拉伸強度大的針刺結構碳/碳復合材料制造工藝。它的優(yōu)點是,通過碳化工藝的精細控制,掌握了預氧絲氈與碳纖維氈在一定比例下混合后,其收縮率與碳化工藝參數(shù)之間的關系,并通過碳纖維氈的含量控制,使其對預氧絲碳化過程中的收縮起到一定的限制作用,相當于給預氧絲一個碳化牽引力,從而起到提高材料強度的作用。

專利文獻CN98811907.2公開了一種制造碳/碳復合蜂窩狀結構的方法,該結構不僅具有與碳/碳材料相關聯(lián)的機械性能,而且還具有高導熱率(200w/m-k)。包含低模量瀝青前體碳纖維復合材料的蜂窩狀結構,經(jīng)加熱或碳化除去揮發(fā)物,經(jīng)低壓采用CVD/CVI致密化得到可石墨化的碳基質,接著經(jīng)熱處理使碳纖維和碳基質兩者石墨化。所得蜂窩狀結構具有高導熱率,其纖維模量增加,可以用來,例如,制造熱交換設備。

西安測繪所發(fā)表的論文《衛(wèi)星質心測量誤差對編隊衛(wèi)星基線的影響》、上海航天控制技術研究所發(fā)表的論文《一種基于推力器控制的衛(wèi)星質心在軌估算方法研究》、中國空間技術研究院通信衛(wèi)星事業(yè)部發(fā)表的論文《一種重力測量衛(wèi)星質心在軌標定改進算法》、航天東方紅衛(wèi)星有限公司發(fā)表的論文《一種重力衛(wèi)星質心在軌標定算法》均是基于衛(wèi)星質心存在較大偏差的情況下通過一定的測量與標定方法進行質心偏差修正，而不是從設計源頭直接減小衛(wèi)星質心偏差。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種雙超衛(wèi)星平臺載荷艙的一體化超穩(wěn)結構系統(tǒng)及其熱控方法。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種雙超衛(wèi)星平臺載荷艙的一體化超穩(wěn)結構系統(tǒng)，包括：載荷艙和平臺艙；

所述載荷艙與所述平臺艙采用分艙設置，所述載荷艙通過磁浮機構與平臺艙連接；