[发明专利]框架面板式卫星构型以及模块化卫星

说明书

技术领域

本发明涉及航天技术中卫星技术领域，尤其涉及一种适应直接入轨发射、四点连接安装方式的框架面板式卫星构型以及采用该构型的模块化卫星。

背景技术

我国是一个航天大国，国家对航天的投入很多，目前我们的卫星事业正处于蓬勃发展的时期，新型卫星与运载采用四点连接的接口，采用直接入轨，没有使用传统的包带连接，卫星的质量约为1000Kg，根据这些约束条件需要确定卫星的结构构型。同时该新型卫星功率大，热流密度高，需要较大的散热面。且由于采用直接入轨的发射方式，卫星与运载分离时冲击载荷较大，需要卫星的结构具有较好的抗冲击能力。

目前国内外比较典型的卫星平台有：基于桁架的美国MMS平台，基于承力筒的法国SPOT卫星平台、国内航天科技集团的东三、东四平台，基于纯板式结构的CAST968系列平台等。

美国的MMS平台是美国在上世纪七十年代发展的模块化卫星平台，平台主结构是由桁架组成的三棱柱结构，卫星各部分均以标准化模块的形式附加在主结构上，由于三棱柱结构可以在轴向任意扩展，因此这种平台的扩展性和适应性很强。桁架式结构的主要缺点在于：三棱柱结构多数情况下空间利用率相对较低，同时这种构型也对卫星整体构型布局带来一定困难。

法国的SPOT系列卫星平台、国内航天科技集团的“东三”、“东四”平台是典型的承力筒板式平台，其主要特点是以中央承力筒作为主承力件，利用依托于承力筒的仪器板作为仪器安装板。通过大量采用蜂窝结构复合材料，承力筒板式结构具有刚度高、质量轻、承载能力大的设计特点，目前国内外很多大型卫星均选用承力筒板式结构作为主结构。承力筒结构不适合总重量1000kg以内的中小卫星，由于对承载能力要求不高，同时卫星尺寸相对较小，在这种情况下中央圆柱形承力筒的存在往往增加了布局难度，同时由于小卫星通常不需要大贮箱，在有开敞性要求的情况下承力筒内部空间无法充分利用。因此对于中小型卫星以及更小的卫星，一般不采用承力筒结构。

CAST968系列平台是航天科技集团从上世纪九十年代开始陆续推出的纯板式小卫星平台，为全蜂窝结构板结构。平台由公用平台部分和有效载荷舱组成，公用平台结构由底板、两块长隔板、两块短隔板和对接环组成。在平台内部，四块隔板既作为仪器安装板，又与对接环、平台底板、载荷舱底板一起组成卫星的主承力结构。有效载荷舱结构包括载荷舱底板、载荷舱顶板以及四周的4块外壁板，4块外壁板将公用平台和载荷舱结构封闭成近似正方体的整星结构。该平台面向不需要大的推进剂贮箱的中小型卫星，其结构紧凑，开敞性好，空间利用率高，制造成本低，在小卫星领域有着以往的卫星平台不可比拟的优势。但是纯板式结构限制了卫星的承载能力，已有的几颗卫星总质量多在500kg以内。

由于新型卫星采用直接入轨的发射方式和四点连接安装方式，而现有的卫星结构形式与运载均采用对接环连接，不适应四点连接直接入轨的发射方式。因此，需要开发出一种适应直接入轨发射、四点连接安装方式、具有良好的抗冲击特性、能适应多种载荷、利于一箭多星并联发射、具有较好的散热能力，能适应高热流密度的卫星布局的新的卫星结构。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种框架面板式卫星构型，解决现有技术中卫星结构形式与运载均采用对接环连接，不适应四点连接直接入轨的发射方式的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种框架面板式卫星构型，包括四棱柱框架以及蜂窝结构板；所述四棱柱框架用于与运载的四点连接接口相接时承受轴向载荷，其中所述四棱柱框架包括杆件、杆件接头，所述杆件上设有多个凸台，每一凸台上设有安装孔用于通过第一紧固件与所述蜂窝结构板连接，所述杆件端部延伸面上设有多个通孔用于通过第二紧固件连接杆件接头；所述蜂窝结构板为卫星单机设备提供安装面，同时为所述四棱柱框架提供面内剪切刚度。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种模块化卫星，包括平台舱和载荷舱，所述平台舱和载荷舱均采用本发明所述的框架面板式卫星构型，平台舱和载荷舱相接面的杆件接头上均设有与舱段接头连接的连接孔，平台舱和载荷舱之间通过四个舱段接头连接；所述平台舱的四棱柱框架采用四点连接的安装方式通过杆件采用星箭对接接头与运载相接，每一星箭对接接头上设有一星箭分离装置；所述平台舱的底板下设有支撑框，支撑框通过螺钉分别与四个星箭对接接头连接。

本发明的优点在于：采用框架面板式卫星构型适合四点连接的新型运载连接方式、散热能力较好、抗冲击能力较好、承载能力较好、空间利用率高、单机布局简便、电缆走向便利、开敞性好、利于模块化设计、成本低廉。

附图说明