CN113955156B - 一种堆叠式卫星的星箭连接装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种堆叠式卫星的星箭连接装置,涉及航天技术领域。该装置包括:卫星层,所述的每一层卫星层包括2颗A构型卫星、2颗B构型卫星、第一环带和第二环带,所述的A构型卫星和B构型卫星相互交错排列,第一环带和第二环带通过***螺栓A连接,第一环带和第二环带内侧设有夹块,所述的夹块用于固定A构型卫星和B构型卫星;适配器,所述的适配器设置在卫星层的下方,并通过第一环带和第二环带与卫星层连接;立柱,所述的立柱通过连接件和卫星层连接;支座,所述的支座与适配器连接,并通过***螺栓B将支座与立柱固定,所述的轴贯穿立柱和支座,轴的两端设有卷簧A和卷簧B。该装置在轨释放过程中,不产生多余物,适用于低中高轨道发射。
Description
技术领域
本发明涉及航天技术领域,具体涉及一种堆叠式卫星的星箭连接装置。
背景技术
近年来,各国大力发展各类卫星星座,如国外的Starlink、OneWeb、铱星、WorldView星座,国内的吉林一号、北斗等。卫星发射需求逐渐增多,频次逐渐增多,因此提高单次任务发射效率,降低发射成本意义深远。因此,高效可靠的星箭连接***成为了亟待解决的问题。
目前,国内外一箭多星发射常见的星箭连接形式有分配器式、轨道分离器式和堆叠式。分配器式为多星发射提供多种形式的星箭连接接口,如SpaceX公司的Transport1任务中的上面级。分配器支持同一任务中发射多颗体积差异大的卫星,缺点是分配器重量大、所占空间大;轨道分离器式适用于形状规则的立方星,入轨后打开舱门,分离弹簧将卫星弹出。缺点是不能适用于重量体积稍大的卫星,轨道分离器也有较大重量,如美国的P-POD,日本的T-POD;堆叠式为多颗卫星上下叠放布置于整流罩中,省去了体积、质量均较大的多星分配器。如国外的Starlink星座,国内的CN 111086658A、CN 112373734A等专利中描述的。Starlink堆叠式卫星连接方式已成功在轨验证多次,其缺点是:1.星箭连接组件仅与顶层卫星相连,仅能通过要求火箭末级提供分离动作才能完成卫星组分离。2.入轨后,连接组件从星箭组合体分离,成为太空碎片,影响航天发射活动。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的缺陷,而提供一种堆叠式卫星的星箭连接装置。
本发明提供一种堆叠式卫星的星箭连接装置,该装置包括:
至少2层以上的卫星层,所述的每一层卫星层包括2颗A构型卫星、2颗B构型卫星、第一环带和第二环带,所述的A构型卫星和B构型卫星相互交错排列,第一环带和第二环带通过***螺栓A连接,第一环带和第二环带内侧设有夹块,所述的夹块用于固定A构型卫星和B构型卫星;
适配器,所述的适配器设置在卫星层的下方,并通过第一环带和第二环带与卫星层连接;
立柱,所述的立柱通过连接件和卫星层连接;
支座,所述的支座与适配器连接,并通过***螺栓B将支座与立柱固定,所述的轴贯穿立柱和支座,轴的两端设有卷簧A和卷簧B。
优选的是,所述的卫星层中,顶层卫星层中第一环带和第二环带的夹块上开有半V型槽,中间层和底层卫星层中的第一环带和第二环带的夹块上开有V型槽。
优选的是,所述的A构型卫星与B构型卫星外侧相邻两边分别设有半V型块。
优选的是,所述的A构型卫星与B构型卫星通过星间接触块A和星间接触块B接触。
优选的是,所述的第一环带和第二环带连接处设有收集盒A,第二环带上开有半球形槽,半球形槽内设有球垫片,***螺栓A设置在半球形槽内。
优选的是,所述的适配器上设有半V型块和接触块,所述的半V型块的位置和底层卫星层中的A构型卫星、B构型卫星的半V型块相对应,接触块和星间接触块A、星间接触块B的位置相对应。
优选的是,所述的连接件包括2个复位弹簧和导向杆,所述的2个复位弹簧对称设置,导向杆设置在2个复位弹簧中间,2个复位弹簧和导向杆的一端连接立柱,另一端连接第一环带或第二环带。
优选的是,所述的支座通过螺钉组件与适配器连接。
优选的是,所述的立柱一侧设有收集盒B。
本发明的有益效果
1.本发明中星箭连接装置结构简单、质量占比小、安装方便,在一定层数内,其结构形式可以扩展。
2.本发明中星箭连接装置可用于堆叠式卫星批量发射,每层具有4颗卫星,卫星层数可以根据实际发射数量改变。
3.本发明中星箭连接装置可实现逐层分布式分离。
4.本发明中星箭连接装置在轨释放过程中,不产生多余物,适用于低中高轨道发射。
附图说明
图1为本发明所述的星箭连接装置示意图;
图2为本发明所述堆叠式卫星组单层卫星主视图;
图3为本发明所述堆叠式卫星组单层卫星左视图;
图4为本发明所述堆叠式卫星组单层卫星俯视图;
图5为本发明所述适配器示意图;
图6为本发明所述夹块示意图;
图7为本发明所述环带连接状态剖视图;
图8为本发明所述立柱支座固定状态剖视图;
图9为本发明所述星箭连接装置释放时序图;
附图中,1、A构型卫星,101、星间接触块A,2、B构型卫星,201、星间接触块B,3、立柱,4、卷簧A,5、卷簧B,6、转轴,7、支座,8、导向杆,9、复位弹簧,10、第一环带,11、第二环带,1101、半球形槽,12、夹块,1201、V型槽,1202、半V型槽,13、半V型块,14、球垫片,15、***螺栓A,16、***螺栓B,17、收集盒A,18、收集盒B,19、螺钉组件,20、适配器,2001、接触块,2002、防干涉槽。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明及其实施方式作进一步说明。
一种堆叠式卫星的星箭连接装置,如图1所示,该装置包括:
至少2层以上的卫星层,所述的每一层卫星层包括2颗A构型卫星1、2颗B构型卫星2、第一环带10和第二环带11,所述的A构型卫星1和B构型卫星2相互交错排列,第一环带10和第二环11带通过***螺栓A15连接,第一环带10和第二环带11内侧设有夹块12,所述的夹块12用于固定A构型卫星1和B构型卫星2;
如图6所示,本实施方式所述的卫星层中,顶层卫星层中第一环带10和第二环带11的夹块12上开有半V型槽1202,中间层和底层卫星层中的第一环带10和第二环带12的夹块12上开有V型槽1201,用于固定相邻两层卫星。
如图2-4所示,本实施所述的A构型卫星1与B构型卫星2的上方和下方外侧相邻两边分别设有半V型块13,顶层卫星层中的半V型块13设置在半V型槽1202内;下方外侧相邻两边的半V型块与下一层卫星层中的上方外侧相邻两边的半V型块形成完整的V型块结构,该V型块设置在V型槽1201内。
本实施所述的A构型卫星1与B构型卫星2通过星间接触块A101和星间接触块B201接触。
如图7所示,本实施方式所述的第一环带10和第二环带11连接处设有收集盒A17,用于收集***螺栓A15,第二环带11上开有半球形槽1101,半球形槽1101内设有球垫片14,球垫片14为标准件,***螺栓A15设置在半球形槽1101内。
适配器20,如图5所示,所述的适配器20设置在卫星层的下方,并通过第一环带10和第二环带11与卫星层连接;所述的适配器20上设有半V型块13和接触块2001,所述的半V型块13的位置和底层卫星层中的A构型卫星、B构型卫星的半V型块相对应,接触块2001和星间接触块A 101、星间接触块B201的位置相对应。所述适配器20与支座7的连接处,开有防干涉槽2002,其截面形状可以是圆形、方形,可以是非等截面槽。
立柱3,如图8所示,所述的立柱3通过连接件和卫星层连接,所述的连接件包括2个复位弹簧9和导向杆8,所述的2个复位弹簧9对称设置,导向杆8设置在2个复位弹簧9中间,2个复位弹簧9和导向杆8的一端连接立柱3,另一端连接第一环带10或第二环带11。
支座7,所述的支座7通过螺钉组件19与适配器0连接,并通过***螺栓B16将支座7与立柱3固定,所述的立柱3一侧分半设有收集盒B18,用于收集***螺栓B16,所述的轴6贯穿立柱3和支座7,轴6的两端设有卷簧A4和卷簧B5。
本实施方式所述星箭连接结构中,卫星层数大于等于2层,立柱3的长度和导向杆8、复位弹簧9、第一环带10、第二环带11的数量根据层数相应增加或减少。
如图9所示,本实施方式所述的星箭连接装置入轨释放时,t0时刻中心机程序控制***螺栓A15起爆,复位弹簧9将第一环带10和第二环带11拉向立柱3,导向杆8为第一环带10和第二环带11的运动提供导向作用。夹块12,球垫片14,收集盒A与第一环带10和第二环带11一同运动;t1时刻中心机程序控制***螺栓B16起爆,在卷簧A4和卷簧B5恢复力矩的驱动下,立柱3向外侧翻转。立柱3以转轴6为转动中心进行向外侧翻转。支座7由螺钉组件19固定在适配器20上保持不动;t2时刻为星箭连接装置释放完成状态,A构型卫星1,B构型卫星2,适配器20三者间没有连接,最下层的导向杆8进入适配器20上的防干涉槽2002区域中。
Claims (4)
1.一种堆叠式卫星的星箭连接装置,其特征在于,该装置包括:
至少2层以上的卫星层,每一层卫星层包括2颗A构型卫星、2颗B构型卫星、第一环带和第二环带,所述的A构型卫星和B构型卫星相互交错排列,第一环带和第二环带通过***螺栓A连接, 第一环带和第二环带内侧设有夹块,所述的夹块用于固定A构型卫星和B构型卫星;
适配器,所述的适配器设置在卫星层的下方,并通过第一环带和第二环带与卫星层连接;
立柱,所述的立柱通过连接件和卫星层连接;
支座,所述的支座与适配器连接,并通过***螺栓B将支座与立柱固定,转轴贯穿立柱和支座,转轴的两端设有卷簧A和卷簧B;
所述的卫星层中,顶层卫星层中第一环带和第二环带的夹块上开有半V型槽,中间层和底层卫星层中的第一环带和第二环带的夹块上开有V型槽;
所述的A构型卫星与B构型卫星外侧相邻两边分别设有半V型块;
所述的A构型卫星与B构型卫星通过星间接触块A和星间接触块B接触;
所述的适配器上设有半V型块和接触块,所述的半V型块的位置和底层卫星层中的A构型卫星、B构型卫星的半V型块相对应,接触块和星间接触块A、星间接触块B的位置相对应;
所述的连接件包括2个复位弹簧和导向杆,所述的2个复位弹簧对称设置,导向杆设置在2个复位弹簧中间,2个复位弹簧和导向杆的一端连接立柱,另一端连接第一环带或第二环带。
2.根据权利要求1所述的一种堆叠式卫星的星箭连接装置,其特征在于,所述的第一环带和第二环带连接处设有收集盒A,第二环带上开有半球形槽,半球形槽内设有球垫片, ***螺栓A设置在半球形槽内。
3.根据权利要求1所述的一种堆叠式卫星的星箭连接装置,其特征在于,所述的支座通过螺钉组件与适配器连接。
4.根据权利要求1所述的一种堆叠式卫星的星箭连接装置,其特征在于,所述的立柱一侧设有收集盒B 。
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