[发明专利]一种人造卫星构型的外包络设计方法

说明书

本发明提供了一种人造卫星构型的外包络设计方法，包括步骤一：确定卫星运载状态总高H；步骤二：火箭整流罩内卫星正投影矩形截面的数学建模；步骤三：求解使得投影截面积S极大值存在的W值和L值；步骤四：根据其他约束条件完善卫星外包络设计。本发明将三维空间布局问题，转变为二维平面问题，降低了求解难度。将三维空间容限极大问题转变为平面曲线极大值问题，降低了运算量。将数学计算引入到卫星总体设计工作，降低对个人主观经验依赖。将以往依靠个人主观经验解决的问题转换成数学语言表达，提高设计工作效率，提高了设计工作精度。

技术领域

本发明涉及一种人造卫星构型的外包络设计方法，具体设计了一种基于星内空间最大化目标的搭载卫星外包络设计方法。包含根据搭载包络确定高度值、截面投影建模、反求截面极大值等步骤。属于航空航天工程技术领域。

背景技术

商业航天发射任务中，为追求更低发射成本，通常在一次发射任务中搭载多颗小卫星同箭发射。搭载卫星因其地位特殊性，往往受更多条件约束。遵从接口约束，合理规划和利用运载包络，使星内可用空间最大化，承载更多有效载荷，最大限度满足各分系统需求，是搭载卫星总体设计任务的一个首要原则。

发明内容

本发明的目的在于，针对小卫星搭载发射的任务需求，基于星内空间最大化目标，提出一种人造卫星外包络设计方法，充分利用整流罩内包络空间，最大可能提高星内载荷容限。

本发明提供了一种人造卫星外包络设计方法，包括步骤如下：

步骤一：确定卫星运载状态总高H；

由约束条件确定卫星运载状态总高H，经卫星总体部门协调运载方许可。

步骤二：火箭整流罩内卫星正投影矩形截面的数学建模；

画出搭载构型简图，建立卫星正投影截面积S与投影矩形截面宽度W的数学关系；

步骤三：求解使得投影截面积S极大值存在的W值和L值；

设置边界条件，利用一元二次函数曲线特性，求解使得截面积S取得极大值S_max的W值，并求解此时的L值和S_max值。

步骤四：根据其他约束条件完善卫星外包络设计；

本发明的优点在于：

(1)降维处理。将三维空间布局问题，转变为二维平面问题，降低了求解难度。将三维空间容限极大问题转变为平面曲线极大值问题，降低了运算量。

(2)将数学计算引入到卫星总体设计工作，降低对个人主观经验依赖。将以往依靠个人主观经验解决的问题转换成数学语言表达，提高设计工作效率，提高了设计工作精度。

(3)将卫星总体设计工作流程固化，降低技术门槛，提高工作效率。

附图说明

图1是卫星总体设计三维尺寸的示意图；

图2是运载整流罩内卫星正投影截面示意图；

图3是卫星正投影截面积S随卫星横截面矩形短边长度W变化曲线图；

图4是本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明针对卫星总体设计技术。搭载卫星受发射任务性质约束，卫星总体构型布局设计工作开展过程中一方面受星上载荷设备包络约束，另一方面受运载条件包络约束，如何在整流罩包络空间内规划出卫星最大外包络，以及计算出搭载卫星的最大可用包络，是卫星总体设计工作的首要任务。

本发明提出来一种人造卫星外包络设计方法，具体包含以下几个步骤：