[发明专利]一种用于主从航天器在轨相互分离的夹紧释放装置

说明书

本发明提供一种用于主从航天器在轨相互分离的夹紧释放装置，其包括：拔销器(7)，拔销器支座(12)，两个拉簧(8)，预紧螺栓支座(9)，预紧螺栓(10)，推力弹簧(4)，四个聚四氟滑块(32)，两个门型滑板限位支座(6)，门型滑板(2)，两个拉簧支座(11)，被动分离板(18)，主动推板(17)，主安装板(1)和推力弹簧安装支架(5)；在该主安装板(1)中间位置开设一个方形孔(29)，将该推力弹簧安装支架(5)固定在该方形孔(29)上；该推力弹簧(4)的一端抵在该推力弹簧安装支架(5)上，该门型滑板(2)卡在滑动槽(33)内，该拔销器(7)安装在该拔销器支座(12)上，该被动分离板(18)将该主动推板(17)包裹在内。

技术领域

本发明涉及航天器在轨相互分离释放技术领域，特别涉及一种用于主从航天器在轨相互分离的夹紧释放装置。

背景技术

随着科学技术的不断发展，人类对于空间科学探测研究领域大为拓展，空间物理探测发展趋势已到了多点、多时空尺度的时代，也就是对地球空间复杂的物理过程进行多颗小卫星或者分离载荷的协同观测。分离释放装置是用于卫星上的机构，能够将相适应尺寸的小型从属航天器在运载阶段恶劣的环境中实现安全可靠的夹紧，而后在控制信号的作用下，到达目标轨道高度后由主航天器释放并与主航天器实现分离，且能使从属航天器达到一定的分离速度与分离精度。分离释放技术是影响主从航天器在轨空间初始构型和构型保持的重要因素，技术涉及分离释放装置的安装布局、夹紧固定、在轨释放等内容。

在国外方面，目前，国际上常见的纳卫星或者立方星释放装置结构多为方盒结构，即纳卫星或者立方星放置于类似于抽屉结构的方盒装置中，方盒的一个侧面作为活动旋转门，为释放提供出口。

CubeSat项目是一个国际的合作计划，有超过80个大学、公司和政府机构参与，研制了一系列的立方星——CubeSat。这些立方星都遵守共同的设计标准，定义了接口和操作的要求。从2003年至今，全世界成功发射立方体星(1U)和纳型卫星(2U以上)80～90颗，其中近50％为纳型卫星。目前，已经有多个应用立方星编队组网的星座探测计划。

针对这些纳星发射的机会相对较少的局面，这些纳星选择搭载的方式进行发射，从而提出了相应的分离释放机构的需求。通过分离释放机构的应用，实现了在一次发射中能够同时搭载多颗纳星，由多颗纳星来分担发射费用，可以大大降低成本预算。为了实现这些微型的航天器的搭载发射机会，国际上的纳星和立方星任务已经研制和使用了多种型号的分离释放装置，取得了多次的成功应用的经验。例如美国空军Air Force’s Space TestProgram(STP)通过对运载火箭上面级结构的改造，希望能充分利用每次发射的重量余量来搭载其他的小卫星。

目前能够检索到的CubeSats/Nanosatellite的分离释放装置主要类型如表1所示，

表1

分离释放装置的主要类型具体如下：

(1)ISIPOD：ISIPOD符合CubeSat标准，商用货架产品目前包括标准的1U、2U和3U大小，在2010年，推出了6-Pack的ISIPOD产品；

(2)P-POD：P-POD具有1U、2U、3U、6U的型号，使用管状设计，弹出速度接近1.6m/s；

(3)X-POD：X-POD有四种型号：XPOD Single、XPOD Triple、XPOD GNB、XPOD Duo，其中，分离卫星重量能满足达到10kg的有：XPOD GNB、XPOD Duo；

(4)SPL：SPL只有1U的型号；

(5)T-POD：由日本东京大学进行设计，具有1U、2U两种型号，用来分离释放东京大学的XI-V CubeSat纳型卫星；