一种适用于不同卫星载体安装的卫星构型
阅读说明：本技术 一种适用于不同卫星载体安装的卫星构型 (Satellite configuration suitable for installation of different satellite carriers ) 是由 刘断尘 周鑫 高恩宇 姜秀鹏 孔令波 郇一恒 于 2021-08-17 设计创作，主要内容包括：本申请涉及航天卫星技术领域,具体涉及一种适用于不同卫星载体安装的卫星构型,包括：由多块箱板构成的箱体、星上设备和卫星帆板,其中在卫星构型的两个箱板上分别设置分离机构接口,同时对两个箱板进行加强设计,通过在两个箱板上的分离机构接口上安装星载分离机构,能够将卫星构型水平侧挂于卫星载体上或者垂直安装于卫星载体上；并且两个箱板上设置多组分离机构接口,以匹配不同尺寸规格的星载分离机构,从而卫星构型适用于不同卫星载体的安装；另外,卫星构型未设置分离机构接口的侧面箱板内表面设置大功率星上设备接口,用于安装大功率星上设备,起外表面喷涂有热控白漆,由于大功率星上设备与该侧面箱板贴合安装能够大大提升散热效率。(The application relates to the technical field of space satellites, in particular to a satellite configuration suitable for installation of different satellite carriers, which comprises the following steps: the satellite-borne separation mechanism is arranged on the separation mechanism interfaces on the two box plates, so that the horizontal side of the satellite configuration can be hung on a satellite carrier or vertically arranged on the satellite carrier; and the two box plates are provided with a plurality of groups of separating mechanism interfaces to match with satellite-borne separating mechanisms with different sizes and specifications, so that the satellite configuration is suitable for installation of different satellite carriers; in addition, the inner surface of the side box plate of the satellite structure without the separation mechanism interface is provided with a high-power onboard equipment interface for installing high-power onboard equipment, and the outer surface of the side box plate is sprayed with thermal control white paint, so that the heat dissipation efficiency can be greatly improved due to the fact that the high-power onboard equipment is attached to the side box plate.)
技术领域
本申请涉及航天卫星技术领域，具体而言，涉及一种适用于不同卫星载体安装的卫星构型。
背景技术
目前，卫星结构小型化、通用化已成为发展趋势，因此100kg级以下的微小卫星成为主流产品。该量级卫星通常以搭载的方式参与发射任务，尺寸包络、重量、力学环境等都有严格的限制因素，这就要求卫星构型在尺寸、接口、力学等方面对其有很强的适应性。
目前卫星在运载适配器安装有两种形式：一是在多颗卫星垂直安装于运载适配器上，星箭分离时每颗卫星沿运载轴向平行分离；二是多颗卫星水平侧挂于运载适配器上，分离时垂直于运载轴向。而卫星在运载适配器上的安装方式直接影响了整星的构型布局设计，导致成本和周期增加。并且，由于微小卫星尺寸有限，很难适应运载自带的标准型分离机构，因此需要采购定制产品，这对星箭接口适应性提出更高要求。
另外，卫星热控设计通常需要在卫星侧板设置散热面，内部大功率设备通过辐射或者热管等方式将热耗传递至散热面，但是随着微小卫星功能越来越强大，其热耗也随之增加，这种散热设计效率偏低，导致卫星在阳照区执行任务时温度偏高，影响工作寿命。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种适用于不同卫星载体安装的卫星构型，能够使卫星灵活选择安装方式。
本申请提供的一种适用于不同卫星载体安装的卫星构型，包括：由多块箱板构成的箱体、星上设备和卫星帆板；所述星上设备设置于所述箱体内部，所述卫星帆板安装于所述箱体的至少部分侧面箱板的外侧上，所述箱体未安装所述卫星帆板的一个侧面箱板的外侧和所述箱体的底面箱板的外侧分别设置有能够匹配多个不同星载分离机构的分离机构接口；
所述箱体通过所述侧面箱板提供的分离机构接口安装在卫星载体的运载适配器上，以使所述卫星构型水平侧挂于所述卫星载体上；所述箱体通过所述底面箱板提供的分离机构接口安装在所述卫星载体的运载适配器上，以使所述卫星构型垂直安装于所述卫星载体上。
在一种可能的实施方式中，所述星载分离机构包括支架和设置在所述支架上的多个转接环，所述分离机构接口包括多组，用于匹配不同尺寸规格的星载分离机构，每组所述分离机构包括多个接口，所述分离机构的每个所述接口能够与所述星载分离机构的每个所述转接环相匹配安装一起。
在一种可能的实施方式中，所述箱体设置分离机构接口的侧面箱板和底面箱板分别设置加强机构，所述加强机构包括预埋梁和封边梁。
在一种可能的实施方式中，根所述箱体未设置分离机构接口的侧面箱板内表面设置大功率星上设备接口，用于安装大功率星上设备，并且所述大功率星上设备的发热面与该侧面箱板的内表面贴合安装，其中，所述大功率星上设备为额定功率超过设定阈值的星上设备；并且该侧面箱板的外表面喷涂有热控白漆。
在一种可能的实施方式中，所述卫星帆板采用折叠式卫星帆板，包括体装帆板和与所述体装帆板铰接在一起的展开帆板，其中，所述体装帆板安装在所述箱体未设置分离机构接口以及未设置大功率星上设备接口的侧面箱板上，并且该侧面箱板采用框架式结构，并设置安装体装帆板的体装帆板接口，且与该侧面箱板相接的侧面箱板设置安装展开帆板的展开帆板接口。
在一种可能的实施方式中，所述箱体的内部设置载荷板，所述载荷板设置安装光学载荷的光学载荷接口。
在一种可能的实施方式中，所述箱体的内部还设置与所述载荷板相平行的内框，所述内框采用框架式结构，并且设置线缆铺设槽。
在一种可能的实施方式中，所述箱体设置分离机构接口的侧面箱板、底面箱板、以及所述载荷板均采用碳纤维蒙皮或者铝蒙皮的蜂窝板。
在一种可能的实施方式中，所述箱体未设置分离机构接口的侧面箱板、顶面箱板、以及所述内框均采用铝合金。
在一种可能的实施方式中，所述箱体呈长方体结构。
本申请所述的适用于不同卫星载体安装的卫星构型，其中在卫星构型的两个箱板上分别设置分离机构接口，同时对两个箱板进行加强设计，通过在两个箱板上的分离机构接口上安装星载分离机构，能够将卫星构型水平侧挂于卫星载体上或者垂直安装于卫星载体上；并且两个箱板上设置多组分离机构接口，以匹配不同尺寸规格的星载分离机构，从而卫星构型适用于不同卫星载体的安装；另外，卫星构型未设置分离机构接口的侧面箱板内表面设置大功率星上设备接口，用于安装大功率星上设备，起外表面喷涂有热控白漆，由于大功率星上设备与该侧面箱板贴合安装能够大大提升散热效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本申请实施例中卫星帆板展开时的卫星构型的结构示意图；
图2示出了本申请实施例中卫星帆板收拢时的卫星构型的结构示意图；
图3、图4示出了本申请实施例中箱体安装星载分离机构两个不同视角的结构示意图；
图5、图6示出了本申请实施例中箱体两个不同视角的结构示意图；
图7示出了本申请实施例中箱体中箱体内部的结构示意图；
图8示出了本申请实施例中箱体的剖视图；
图9示出了本申请实施例中星载分离机构的结构示意图；
图10示出了本申请实施例中内框的结构示意图。
图中：1、箱体，101、+X箱板，102、+Y箱板，103、+Z箱板，104、-X箱板，105、-Y箱板，106、-Z箱板，107、载荷板，108、内框，2、卫星帆板，201、体装帆板，202、展开帆板，203、体装帆板接口，204、展开帆板接口，3、星载分离机构，301、支架，302、转接环，303、弹簧分离机构，4、转接环接口，5、大功率星上设备，6、光学载荷。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
随着卫星产业的蓬勃发展，卫星的作用越来越受到人们的重视，未来将会建立更多的星座。一般的，卫星构型基于星上设备的安装需求进行设计，但是不能确定与运载的安装方式，有的运载需要垂直安装卫星，有的运载需要水平侧挂卫星，如果与卫星构型设计不符，就会导致卫星构型重新设计，从而增加成本和周期。
本申请提供一种适用于不同卫星载体安装的卫星构型，包括由多块箱板构成的箱体1以及设置在所述箱体1上的星上设备和卫星帆板2。
其中多块箱板中的第一箱板和第二箱板的外表面分别设置安装星载分离机构3的分离机构接口，以使卫星构型水平侧挂于卫星载体上或者垂直安装于卫星载体上；并且，所述第一箱板和所述第二箱板的外表面分别设置多个分离机构接口，用于安装不同尺寸规格的星载分离机构。一般的，卫星载体为火箭，此时星载分离机构3称之为星箭分离机构。
其中多块箱板中的第三箱板内表面设置安装大功率星上设备5的大功率星上设备接口，其中，所述第三箱板为箱体未设置分离机构接口的箱板，所述大功率星上设备5为额定功率超过设定阈值的大功率星上设备；并且所述第三箱板的外表面喷涂有热控白漆，大功率星上设备5与第三箱板内表面相贴合安装，大大提升散热效率。
其中多块箱板中的第四箱板设置安装卫星帆板2的卫星帆板接口，其中，所述第四箱板为箱体1未设置分离机构接口和未设置大功率星上设备接口的箱板，并且所述第四箱板采用框架式结构，以减轻卫星构型的整体重量。
在一实施例中，所述箱体1为六块箱板组成的长方体结构，具体的，包括+X箱板101、+Y箱板102、+Z箱板103以及设置在+X箱板101对面的-X箱板104、设置在+Y箱板102对面的-Y箱板105、设置在+Z13箱板对面的-Z箱板106。
如说明书附图1所示，为卫星帆板展2开时的卫星构型的结构示意图，在该卫星构型中，卫星帆板2采用折叠式卫星帆板，包括体装帆板201和与所述体装帆板201铰接在一起的展开帆板202。在该实施例中，卫星帆板2包括一块体装帆板201和铰接在该体装帆板201两侧的两块展开帆板202，其中+X箱板101的外侧面设置体装帆板接口，以安装所述体装帆板201。
又如说明书附图2所示，为卫星帆板2收拢时的卫星构型的结构示意图，其中+Y箱板102和-Y箱板105分别设置展开帆板接口202，所述展开帆板接口202优选设置在+Y箱板102和-Y箱板105远离+X箱板101的一边，以使展开帆板202在绕体装帆板201的铰接轴转动时，通过展开帆板接口202固定卫星帆板2在收拢状态下的两块展开帆板202。
进一步的，如说明书附图5所示，为箱体1的一结构示意图，其中+X箱板101采用框架式结构，体装帆板接口设置在该框架的长棱上，使得体装帆板201能够牢固固定在+X箱板101上。这样一方面可以降低卫星构型的整体重量，另一方面能够保证体装帆板201的散热效果。其中，所述+X箱板101采用的框架式结构，并一定只有框架，必要的可以增加中部支撑机构，以提升+X箱板101的稳定性。
在其他实施例中，卫星帆板2的展开帆板202数量可以根据卫星能源需求进行设置，甚至在没有能源需求的时候，可以只采用体装帆板201而不设置展开帆板202。
如说明书附图3和说明书附图4所示，为箱体1安装星载分离机构3两个不同视角的结构示意图。其中，在-X箱板104和-Z箱板106上分别设置分离机构接口，用于安装星载分离机构3。当卫星采取侧挂方式安装时，即以-X箱板104为底面，通过在-X箱板104上的分离机构接口安装星载分离机构3，卫星构型通过星载分离机构3侧挂于运载火箭上；当卫星构型垂直安装时，即以-Z箱板106为底面，通过在-Z箱板106上的分离机构接口安装星载分离机构3，卫星构型通过星载分离机构3垂直安装在运载火箭上。
进一步的，在-X箱板104和-Z箱板106上分别设置的分离机构接口可以有多组，每组分离机构接口的大小不一样，用于匹配不同尺寸规格的星载分离机构3。如在-X箱板104上就设置有一大一小两组分离机构接口，用于匹配两种不同规格的星载分离机构3。
如说明书附图9所示，在该实施例中，星载分离机构3包括支架301，以及设置在所述支架301上的弹簧分离机构303和多个转接环302，其中所述支架301与运载火箭连接在一起，所述转接环302与所述卫星的分离机构接口相连接，所述弹簧分离机构303用于为所述卫星分离提供分离速度。
则如说明书附图6所示，本申请所提供的分离机构接口包括多个转接环接口4，所述分离机构接口的每个所述转接环接口4能够与所述星载分离机构3的每个所述转接环302相匹配安装一起。具体的，每个转接环接口4由多个螺纹孔组成，其中，在两组转接环接口4具有重叠部分时，可以采用同一螺纹孔。通过预置螺纹孔的方式，使得卫星安装更加快捷。
另外，由于设置分离机构接口的-X箱板104和-Z箱板106在作为底面时，需要承载卫星构型很大一部分的重量，所以为了使得卫星构型更加牢固，-X箱板104和-Z箱板106均设置加强机构，所述加强机构包括内设的预埋梁及封边梁。
如说明书附图附图7和说明书附图8所示，所述箱体1内部安装有许多星上设备。其中，+Y箱板102的内侧面设置大功率星上设备接口，用于安装大功率星上设备5，并且+Y箱板102的外表面喷涂有热控白漆，喷涂热控白漆的面积根据大功率星上设,5的实际功耗进行调整。则在安装大功率星上设备5时，将大功率星上设备5的发热面朝向大功率星上设备接口安装，以使大功率星上设备5与+Y箱板102贴合安装，相比现有技术中，大功率星上设备5安装在箱体1内部，不与箱体的箱板贴合，而是通过辐射自然散热或者通过热管传递散热的方式，能够大大提升大功率星上设备5的散热效率。并且又能保证卫星在阴影区温度不会过低。
在其他实施例中，，组成箱体1的各个箱板在基于整个卫星构型稳定的基础上，根据星上设备的种类和数量，设置相适配的星上设备接口。
其中，在箱体1的内部沿+Z箱板103到-Z箱板106的方向依次设置载荷板107和内框108，其中载荷板107用于安装大部分星上设备，尤其是关键的光学载荷6，所以载荷板107设置安装光学载荷6的光学载荷接口，并且为了保持卫星构型的整体稳定性，载荷板107设置加强机构，所述加强机构包括内设的预埋梁及封边梁。其中内框108，如说明书附图10所示，内框108采用框架式结构，并且设置线缆铺设槽，既能够满足线缆铺设的需求又能够减轻卫星构型的整体重量，同样起到保持卫星构型稳定性的作用。
在一些实施例中，+Y箱板102和-Y箱板105的面积大于+X箱板101、-X箱板104、+Z箱板103、-Z箱板106的面积，为了满足卫星构型整体的力学特性，+Y箱板102和-Y箱板105均设置加强筋。具体的，在一实施例中，由于+Y箱板102上安装有大功率星上设备5，-Y箱板105厚度为1mm，局部设置8mm加强筋，+Y箱板102厚度为3mm，局部设置10mm加强筋。
在一些实施例中，-X箱板104、-Z箱板106和载荷板107采用碳纤维蒙皮或者铝蒙皮的蜂窝板；+X箱板101、+Y箱板102、-Y箱板105、+Z箱板103和内框108采用铝合金。
在其他实施例中，箱体1的形状、各个箱板的材质可以根据需要设置，在此不作具体限制和固定。
则本申请提供的适用于不同卫星载体安装的卫星构型，在箱体的两个箱板上分别设置分离机构接口，能够适应卫星水平侧挂或者垂直安装于卫星载体上，并且设置分离机构接口的箱板预置有多组不同尺寸的转接环接口，以匹配不同规格的星载分离机构。另外，将大功率星上设备贴合箱体的内表面安装，使得散热效率更高。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种柔性太空舱