[发明专利]一种卫星载荷舱结构

说明书

本发明提供一种卫星载荷舱结构，属于航天器结构技术领域。所述卫星载荷舱结构包括主体结构和桁架支撑结构，所述主体结构包括顶板、底板和设置在所述顶板和底板之间的多个侧支撑板，所述桁架支撑结构包括多根桁架杆和多个接头，所述多个接头与所述顶板或底板连接，每个所述接头上至少固定有两根所述桁架杆，所述多根桁架杆通过所述接头连接成一体结构。所述卫星载荷舱结构适用于星上大型载荷部件通过大跨度、多个分散安装点进行安装，同时星体一侧可满足大型载荷部件的避让安装。

技术领域

本发明涉及一种桁架式大承载、适应大型载荷部件大跨度多点分散布局的卫星载荷舱结构，属于航天器结构技术领域。

背景技术

卫星主结构用于安装星上有效载荷及相应仪器设备，承受卫星在地面研制、发射及在轨运行段的各种力学载荷。根据结构形式不同，常见的卫星主结构主要包括板筒式、箱板式及桁架式，而国内现有卫星主结构绝大多数均为板筒式或箱板式。桁架式主结构是以若干桁架杆系结构作为主承力结构，桁架杆系结构提供舱段结构连接接口以及主要载荷部件连接接口，同时采用蜂窝夹层板进行辅助支撑，由蜂窝夹层板提供其他仪器设备的安装接口。国外已报道的桁架式卫星主结构主要包括BSS601平台、GEM平台、BSS702平台、MMS多用途平台等。国内采用桁架式主结构的航天器主要包括已成功发射的嫦娥三号着陆器，正在研制的东方红五号卫星平台、嫦娥五号着陆器等。

具体到卫星载荷舱结构，同样分为板筒式、箱板式及桁架式等三种结构形式。当载荷舱需要满足星上大型载荷部件通过大跨度、多个分散安装点进行安装并且星体一侧同时需要满足大型载荷部件的收拢安装(即设计较大避让开口)等特殊要求时，采用板筒式或箱板式结构将难以实现。这是因为，若采用板筒式主结构，尽管易于承受均匀载荷及保证卫星基频，但对于载荷接口的适应性较差，且无法满足星体一侧设计较大避让开口(如开口大小占星体尺寸一半)的要求；若采用箱板式主结构，其主承力结构局部强度低，两板交叉处或板与对接环连接处会产生应力集中，需要在载荷集中的部位进行特殊设计来分散载荷，且星体一侧设计较大避让开口将导致传力路径设计及相应加强设计极为复杂。对于桁架式主结构，由于其传递集中载荷能力强、传力直接、局部强度高、接口适应性强、布局设计灵活以及易于实现整舱模块化研制等优点，成为适应上述特殊要求的载荷舱主结构形式的首选。

发明内容

本发明提供了一种桁架式大承载、适应大型载荷部件大跨度多点分散布局的卫星载荷舱主结构，解决了以下技术问题：解决了星上大型载荷部件的大跨度、多点分散布局所带来的复杂传力设计与大承载设计难题；解决了星体一侧需要满足大型天线载荷部件的收拢安装(即设计较大避让开口)的结构构型设计难题；解决了桁架式结构装配工艺性复杂的问题，且适应载荷舱单舱结构部装及总装，满足载荷舱模块化研制。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种卫星载荷舱结构，包括主体结构和桁架支撑结构，所述主体结构包括顶板、底板和设置在所述顶板和底板之间的多个侧支撑板，所述桁架支撑结构包括多根桁架杆和多个接头，所述多个接头与所述顶板或底板连接，每个所述接头上至少固定有两根所述桁架杆，所述多根桁架杆通过所述接头连接成一体结构。

在一可选实施例中，所述顶板设有缺口，呈凹字结构，所述多个侧支撑板包括第一侧支撑板，所述第一侧支撑板为凹字结构，所述顶板和所述第一侧支撑板连接，且开口连通，所述多个接头中包括两个第一接头，所述两个第一接头分别位于所述顶板与所述第一侧支撑板连接的两个顶角处，设置在所述顶板上的其他各接头对称设置，对称轴为所述两个顶角连线的水平垂直中线，位于所述底板上的多个接头对称设置，对称中心为所述底板的几何中心。

在一可选实施例中，所述多个侧支撑板还包括与所述第一侧支撑板相对设置的第二侧支撑板，所述主体结构内还设有中部支撑板，所述多个接头中还包括至少三个第二接头和至少三个第三接头，所述第二接头设置在所述中部支撑板与所述顶板的连接位置，所述第三接头设置在所述中部支撑板与所述第二侧支撑板之间。