CN109050981A - 一种具备可展及固定平台的飞行器结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具备可展及固定平台的飞行器结构，包括舱体、可展平台、固定平台、连接解锁件以及展开锁定件，舱体侧面设有开口，可展平台设置在开口处，通过展开锁定件与舱体连接；筒段侧面开口的边缘还设置至少一个连接解锁件，用于锁定可展平台呈扣合状态；在上升段中，可展平台通过展开锁定件和连接解锁件将展开平台扣合在舱体的开口处，与舱体共同承载；舱体入轨后，连接解锁件进行解锁操作，可展平台打开，与固定平台共同组成暴露载荷实验平台，本方案采用承载和应用功能一体化设计，有效提高了结构效率，既解决了飞行器携带暴露平台上行的包络问题和大型开口的强度及刚度问题，又可保证暴露平台较大的使用面积和良好的实验环境。
Description
技术领域
本发明涉及航空航天领域，特别涉及一种带有大型开口具备可展及固定暴露平台的飞行器结构。
背景技术
当前，近地轨道空间科学实验发展迅猛，实验需求与日俱增，迫切需要提供更多的暴露环境实验平台。暴露环境实验平台目前一般通过飞行器携带由运载火箭发射入轨完成建造。飞行器携带实验平台上行常规采用舱外放置或舱内放置两种方式，但均存在较大的局限性：采用舱外放置方式，很可能会增加飞行器的最大外包络，从而需要更大的卫星整流罩，造成重量的增加，飞行控制难度加大，卫星整流罩空间使用效率低下；若卫星整流罩一定，则可能造成干涉，或限制飞行器主体结构的尺寸。若采用舱内放置方式，一方面为实现空间实验环境要求，需要在舱体上设置相匹配的开口，但对太阳照射等空间环境仍会产生较大遮挡；另一方面较大的舱体开口对结构的强度和刚度也造成影响，需要付出额外的重量代价进行结构补强。无论是采用舱外放置还是舱内放置方式，实验平台作为纯载荷设备均不参与结构承载，结构效率较低。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种具备可展及固定平台的飞行器结构，以解决现有技术中平台内置时补强重量大，防止空间遮挡采用大开口对设备刚度的影响，外置时增加飞行器的最大外包络，从而需要更大的卫星整流罩，效率低下，造成重量的增加，飞行控制难度加大，卫星整流罩空间使用效率低下的问题，为达到上述目的，本发明采用以下技术方案；
一种具备可展及固定平台的飞行器结构，包括舱体、可展平台、固定平台、连接解锁件以及展开锁定件，所述舱体包括筒段结构和锥段结构，所述筒段结构侧面设有至少一个开口和与之分别匹配的可展平台，所述可展平台设置在开口处；所述每个开口的边缘设置展开锁定件，所述展开锁定件与所述可展平台连接；所述筒段结构侧面的每个开口边缘还设置至少一个连接解锁件，用于锁定所述可展平台呈扣合状态；其中，在上升段中，可展平台通过展开锁定件和连接解锁件将所述可展平台扣合在舱体的开口处，与舱体共同承载；舱体入轨后，连接解锁件进行解锁操作，所述可展平台绕展开锁定件的转轴打开，与固定平台共同组成暴露载荷实验平台。本方案设计一可打开的平台，在上升过程中能起到承载的作用，可增加舱体的整体强度和刚度，减少舱体因大开口构型而进行的补强重量，在进入轨道之后，可展平台打开，有效增加了暴露平台的面积。
所述可展平台为蜂窝夹层平面结构，所述可展平台上还设置有：
Ⅰ型预埋件，用于提供与所述展开锁定件中的第二锁定组件的连接接口；
Ⅱ型预埋件，用于提供与展开锁定件中的阻尼稳速机构的连接接口；
Ⅲ型预埋件，用于提供与舱体的连接接口。
所述固定平台为蜂窝夹层平面结构，所述固定平台上设置有预埋件，用于提供与舱体的连接接口。
所述连接解锁件包括：
火工品：用于解除可展平台的锁定状态；
加载装置：用于给火工品施加拧紧力矩；
收集装置：用于收集火工品起爆的残体。
固定平台和可展平台均采用蜂窝夹层结构,该结构可有效减轻重量，且能够保证结构的强度和刚度。
所述展开锁定件包括：
阻尼稳速机构，设置在舱体表面，用于提供驱动力并控制可展平台打开速度；
第一锁定组件，设置在舱体表面；
第二锁定组件，设置在可展平台表面，当可展平台打开后，与第一锁定组件配合锁定。
所述舱体的筒段结构与锥段结构均为半硬壳铆接结构。该结构主要由框、桁和蒙皮铆接而成，在大开口两侧采取了结构加强设计，用于承载和扩散大开口构型带来的集中力，具有较高的结构效率。
通过采用上述技术手段，使本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本方案设计一可打开的平台，在上升过程中能起到承载的作用，可增加舱体的整体强度和刚度，减少舱体平台因内置导致的大开口构型而进行的补强重量，或因外置原因增加舱体的最大外包络所增加的重量，在进入轨道之后，可展平台打开，有效增加了暴露平台的使用面积。
采用暴露平台承载和应用功能一体化设计，暴露平台中的可展平台呈平板状放置于舱体大型开口处，固定平台设置于舱体内部，均不增加舱体的最大外包络；可展平台在飞行器上升段过程中与舱体共同承载，在入轨后可自动展开锁定形成暴露载荷实验平台；可展暴露平台展开后露出固定暴露平台，进一步增加暴露载荷实验平台的使用面积。本发明既解决了飞行器携带暴露平台上行的包络问题和大型开口的强度及刚度问题，又可保证暴露平台的较大的使用面积和良好的实验环境。
附图说明
图1A为本发明一个具体实施例的具备可展及固定平台的飞行器结构的闭合状态示意图。
图1B为本发明一个具体实施例的具备可展及固定平台的飞行器结构的展开状态示意图。
图2为本发明一个具体实施例的舱体的结构示意图。
图3为本发明一个具体实施例的可展平台的结构示意图。
图4为本发明一个具体实施例的固定平台的结构示意图。
图5为本发明一个具体实施例的连接解锁件的示意图。
图6为本发明一个具体实施例的展开锁定件的示意图。
标号说明
1-舱体；2-可展平台；3-固定平台；4-连接解锁件；5-展开锁定件；
101-筒段结构；102-锥段结构；103-可展平台连接结构；
104-展开锁定件连接结构；
201-可展平台本体；202-Ⅰ型预埋件；203-Ⅱ型预埋件；204-Ⅲ型预埋件；
301-固定平台本体；302-预埋件；
401-加载装置；402-收集装置；403-火工品；
501-阻尼稳速机构；502-第一锁定组件；503-第二锁定组件。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，结合下面说明，本发明的优点和特征将更加清楚，需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且非精准的比率，仅用以方便明晰的辅助说明本实施例的目的。
如图1所示，具备可展及固定平台的飞行器结构的闭合和展开状态示意图，包括舱体1、可展平台2、固定平台3、连接解锁件4以及展开锁定件5，所述舱体1包括筒段结构101和锥段结构102，舱体1的筒段结构101与锥段结构102均为半硬壳铆接结构，在筒段结构101的侧面设有两个开口和与之分别匹配的可展平台2，且可展平台2设置在开口处；在每个开口的边缘处设置展开锁定件5，展开锁定件5与可展平台2连接；筒段结构101侧面的每个开口边缘还设置至少一个连接解锁件4，用于锁定可展平台2呈扣合状态；其中，在上升段中，可展平台2通过展开锁定件5和连接解锁件4将可展平台扣合在舱体1的开口处，与舱体1共同承载；舱体1入轨后，连接解锁件4进行解锁操作，可展平台2绕展开锁定件5的转轴打开，与固定平台3共同组成暴露载荷实验平台。
图2所示为舱体1的结构示意图，所述的舱体1包括半硬壳铆接方式组成的筒段结构101和锥段结构102，所述的舱体1还包括利用紧固件固定在舱体1表面上的可展平台连接结构103和展开锁定件连接结构104，作用均为连接固定可展平台。
如图3所示为可展平台2的示意图，可展平台2为蜂窝夹层平面结构，舱体两侧各一套，分别由可展平台本体201、Ⅰ型预埋件202、Ⅱ型预埋件203和Ⅲ型预埋件204组成，通过热压罐固化成型。Ⅰ型预埋件202用于提供与展开锁定件中第二锁定组件503的连接接口，Ⅱ型预埋件203用于提供与展开锁定件中阻尼稳速机构501的连接接口，Ⅲ型预埋件204用于提供与舱体1的连接接口。
如图4所示为固定平台3的示意图，固定平台3固定在舱体1的内部，通过螺栓与舱体固定，固定平台3为蜂窝夹层平面结构，由固定平台本体301、预埋件302组成，通过热压罐固化成型。预埋件302用于提供与舱体1的连接接口。
如图5所示为连接解锁件4的示意图，连接解锁件4由加载装置401、收集装置402和火工品403组成，共20套。加载装置401用于给火工品403连接时施加拧紧力矩，当舱体进入轨道后，连接解锁件4的火工品403火工解锁，解除可展平台2与舱体1的连接，收集装置402用于收集火工品403起爆后的残体。
如图6所示为展开锁定件5的示意图。展开锁定件5在舱体1两侧各一套，分别由两套阻尼稳速机构501、两套第一锁定组件502和两套第二锁定组件503组成，其中阻尼稳速机构501和第一锁定组件502设置于舱体1的表面，通过紧固件与舱体1固定，第二锁定组件503通过紧固件与可展平台2固定。当连接解锁件4火工解锁后，可展平台2在阻尼稳速机构501的作用下平稳打开到位后，第二锁定组件503和第一锁定组件502配合并锁定。
实施例2，展开锁定件5为电磁装置，在舱体1的开口处设置一第一磁体，在可展平台2上设置一电磁铁，通过控制电磁铁的通断电从而控制可展平台2与舱体1的连接状态；在舱体1表面同样设置一第二磁体，当可展平台2打开后与第二磁体连接，从而固定可展平台2。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在权利要求所确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种具备可展及固定平台的飞行器结构，其特征在于，所述飞行结构包括舱体、可展平台、固定平台、连接解锁件以及展开锁定件，所述舱体包括筒段结构和锥段结构，所述筒段结构侧面设有至少一个开口和与之分别匹配的可展平台，所述可展平台设置在开口处；所述每个开口的边缘设置展开锁定件，所述展开锁定件与所述可展平台连接；所述筒段结构侧面的每个开口边缘还设置至少一个连接解锁件，用于锁定所述可展平台呈扣合状态；
其中，在上升段中，可展平台通过展开锁定件和连接解锁件将所述可展平台扣合在舱体的开口处，与舱体共同承载；舱体入轨后，连接解锁件进行解锁操作，所述可展平台绕展开锁定件的转轴打开，与固定平台共同组成暴露载荷实验平台。
2.根据权利要求1所述的一种具备可展及固定平台的飞行器结构，其特征在于，所述可展平台为蜂窝夹层平面结构，所述可展平台上还设置有：
Ⅰ型预埋件，用于提供与所述展开锁定件中的第二锁定组件的连接接口；
Ⅱ型预埋件，用于提供与展开锁定件中的阻尼稳速机构的连接接口；
Ⅲ型预埋件，用于提供与舱体的连接接口。
3.根据权利要求1所述的一种具备可展及固定平台的飞行器结构，其特征在于，所述固定平台为蜂窝夹层平面结构，所述固定平台上设置有预埋件，用于提供与舱体的连接接口。
4.根据权利要求1所述的一种具备可展及固定平台的飞行器结构，其特征在于，所述连接解锁件包括：
火工品：用于解除可展平台的锁定状态；
加载装置：用于给火工品施加拧紧力矩；
收集装置：用于收集火工品起爆的残体。
5.根据权利要求1所述的一种具备可展及固定平台的飞行器结构，其特征在于，所述展开锁定件包括：
阻尼稳速机构，设置在舱体表面，用于提供驱动力并控制可展平台打开速度；
第一锁定组件，设置在舱体表面；
第二锁定组件，设置在可展平台表面，当可展平台打开后，与所述第一锁定组件配合锁定。
6.根据权利要求1所述的一种具备可展及固定平台的飞行器结构，其特征在于，所述舱体的筒段结构与锥段结构均为半硬壳铆接结构。
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