[发明专利]整流罩主星一体化大口径可展开航天器

说明书

本发明提供了一种整流罩主星一体化大口径可展开航天器，包括航天器主星等，航天器主星通过展开机构与整流罩相连，整流罩由多个整流罩瓣片及一个整流罩顶盖组成，整流罩与柔性索网相连，多个整流罩瓣片与展开机构相连，整流罩顶盖与整流罩瓣片通过铰链连接，柔性索网用于连接整流罩，并与整流罩一起形成大口径天线；整流罩在发射过程中收拢起整流作用；整流罩顶盖在航天器发射过程中起整流作用；整流罩入轨以后在展开机构的驱动下展开；展开机构用于连接整流罩及航天器主星，并用于驱动整流罩展开。本发明实现了大口径的星载天线设计，摆脱了整流罩内部空间对大口径星载天线的限制，有效地控制了大口径星载天线的形面误差。

技术领域

本发明涉及一种航天器，特别是涉及一种整流罩主星一体化大口径可展开航天器。

背景技术

星载天线是指装载在人造卫星上的天线,它是卫星信号的输入和输出器,卫星通信正是通过星载天线与地球站天线之间互相传输电磁波来实现的。随着我国空间技术，如通讯卫星技术、中继卫星及地球观测等技术的飞速发展，对星载天线的需求量与日俱增，对其口径及精度技术指标要求也越来越高。然而，现阶段任何卫星的功能、总体布局等设计都要受限于运载火箭的包络空间限制。整流罩有限的空间迫使卫星天线向可展开方向发展，当卫星处于发射阶段时将其折叠起来收藏在整流罩内，待航天器进入空间轨道后，再将其展开至工作状态。但是在有限的空间下，要实现超大口径的天线，往往需结合大型可展开技术，如充气展开及金属面网式等典型可展开结构技术。目前，充气式展开技术的形面精度较低，结构的热稳定性较差，刚度不高，技术尚不成熟；金属网面展开技术在收纳率、形面精度、展开口径、面密度和工作频率等方面表现较为均衡，但过于复杂的展开机构设计使得其可靠性较低，进而难以实现超大口径(＞25m)的天线结构。

大口径可展开结构的研制难点在于其形面精度控制、展开原理、驱动方法、动力学分析理论、振动抑制等关键技术问题。然而，要实现天线的高电磁性能，确保天线的高增益、高辐射效率和高灵敏度等性能指标，就必须保证大口径天线结构具有很高的形面精度。目前，我国在空间可展开结构方面取得了一定的成绩，但由于起步较晚，仍主要处于对国外已有成果的分析与试制阶段，研制的可展开结构口径较小，形面精度较低，缺乏对大口径可展开结构的原始创新。

火箭整流罩的主要功能是当火箭在稠密大气层飞行过程中，保护有效载荷不受气动力、气动热及声振等有害环境的影响。目前，在卫星发射过程中，火箭整流罩实际工作时间较短，在飞出大气层后便作为无效呆重被抛掉。从航天经济角度看，整流罩的经济效益较为低下。整流罩不仅仅在发射过程中消耗大量燃料，更重要的是整流罩极大地限制着各种航天器结构设计的自由度，成为大型、新型航天器结构设计难以逾越的屏障。因此，若能够对整流罩的功能进行拓展，使其作为航天器的一部分，随着航天器主体一同入轨并展开形成具有大口径的天线结构，第一能够极大降低整流罩对大口径星载天线设计的限制，第二能够实现大口径可展开结构的设计，第三能够提高航天发射的经济效益，第四能够改变我国航天器设计的总体思路，提高我国航天器总体设计水平。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种整流罩主星一体化大口径可展开航天器，其实现了大口径的星载天线设计，摆脱了对大口径星载天线的限制，有效地控制了大口径星载天线的形面误差。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种整流罩主星一体化大口径可展开航天器，其特征在于，包括航天器主星、整流罩、整流罩顶盖、柔性索网、展开机构，航天器主星通过展开机构与整流罩相连，整流罩与柔性索网相连，整流罩顶盖与整流罩通过铰链连接，柔性索网用于连接整流罩，并与整流罩一起形成大口径天线；整流罩在发射过程中收拢起整流作用；整流罩顶盖在航天器发射过程中起整流作用；整流罩入轨以后在展开机构的驱动下展开；展开机构用于连接整流罩及航天器主星，并用于驱动整流罩展开。

优选地，所述航天器主星包括推进舱、返回舱、轨道舱，其中：推进舱与返回舱相连，用于一个航天器入轨推进；返回舱与轨道舱相连，用于一个航天员返回地面；轨道舱用于载荷安装的平台。