[发明专利]随动跟踪型动静隔离式双超卫星平台及工作模式实现方法

摘要

一种随动跟踪型动静隔离式双超卫星平台及工作模式实现方法，适用于具有超精超稳要求的敏感载荷类航天器，以动静隔离为手段，将卫星划分为载荷舱和服务舱两部分，载荷舱通过自身配置的高性能磁悬浮飞轮确保有效载荷达到期望的超精超稳控制，服务舱通过安装在其上的外部执行机构抵抗环境干扰并随动跟踪载荷舱，使两舱达到期望的相对位姿；载荷舱和服务舱通过悬浮装置以非接触形式连接，可有效隔离服务舱的振动干扰，且隔振效果不受传感器性能影响；基于所述双超卫星平台的卫星至少具有发射、超精超稳、防碰或机动的工作模式。本双超卫星平台可应用于高分辨率遥感卫星、深空探测天文望远镜等携带具有高分辨率敏感有效载荷类航天器。

主权项

一种随动跟踪型动静隔离式双超卫星平台的工作模式实现方法，其特征在于，所述卫星平台以动静隔离为手段，划分为载荷舱和服务舱两部分，两舱之间通过悬浮装置以非接触形式连接，所述悬浮装置配合载荷舱自身配置的磁悬浮飞轮使有效载荷达到期望的超精超稳控制，同时配合服务舱安装的外部执行机构抵抗环境干扰并随动跟踪载荷舱，使两舱达到期望的相对位姿，同时通过悬浮装置的连接约束，实现两舱分而不离；所述悬浮装置主要由一组或多组悬浮机构按一定规则排列组成，每组悬浮机构主体由间隙配合的柱杆和套筒组成，悬浮装置位于载荷舱和服务舱之间，每组悬浮机构的柱杆和套筒分别固连到上下两个法兰板上，悬浮装置通过上下两个法兰板分别与载荷舱和服务舱固连；所述悬浮装置的上下法兰板之间安装有多组锁紧机构，用于抵抗恶劣的发射段力学环境，锁紧机构在轨通过爆炸螺栓方式解锁；所述悬浮装置的上下法兰板之间安装有数对机械啮合的销‑孔式导向限位结构，用于限制载荷舱和服务舱的相对位置关系；所述销‑孔式导向限位结构主要包括锥形导向销和限位孔支撑两部分，导向销与上法兰板固连，限位孔支撑与下法兰板固连，限位孔支撑采用弹性阻尼材料，实现导向销和限位孔支撑的软接触；所述工作模式至少包括发射、超精超稳、防碰或机动，其中，所述发射模式是指悬浮装置处于锁紧机构锁定状态，载荷舱和服务舱为一体结构，包括卫星平台发射至定轨的整个过程，此时卫星平台由服务舱外部执行机构实施轨道机动和姿态调整，此时悬浮装置处于断电状态；所述超精超稳模式是指悬浮装置的锁紧机构已经通过爆炸螺栓解锁，载荷舱和服务舱为悬浮连接的两体结构，此时悬浮装置处于断电状态，且悬浮机构的柱杆和套筒之间的间隙在规定的阈值范围内；所述防碰模式是指当悬浮机构的柱杆和套筒之间的间隙超出规定阈值范围时，悬浮装置自动通电，产生电磁斥力或引力，防止柱杆和套筒相撞，并和服务舱外部执行机构共同作用，促使柱杆‑套筒间隙恢复至规定的阈值范围内，若悬浮装置自身电磁力和服务舱外部执行机构共同作用仍不能阻止柱杆和套筒的碰撞趋势时，悬浮装置的销‑孔式导向限位结构会先行软接触，防止悬浮装置硬碰撞损坏；所述机动模式是指卫星平台需要实施快速轨道或姿态机动时，悬浮装置调节电流方向，产生电磁引力，使柱杆和套筒不断接近，直至销‑孔式导向限位结构的导向销进入限位孔并处于轴向软接触状态，此时，增大悬浮装置的电流强度，电磁引力随之增加，导向销进一步压紧弹性限位孔支撑，直至达到规定的压紧力，实现载荷舱和服务舱的电磁锁紧，卫星平台由两体结构变为一体结构，便于实施快速轨道或姿态机动操作。