一种新型航天器主承力结构制造技术

本发明专利技术公开了一种新型航天器主承力结构，包括推进舱结构、星形桁架结构（６）和电子舱主框架结构；所述推进舱结构的上部连接电子舱主框架结构，下部作为整星精度检测基准面和提供推进舱仪器设备的安装面；所述星形桁架结构（６）为一个由撑杆支撑的载荷安装框，位于电子舱主框架结构内，用于安装有效载荷，其撑杆的下端固定连接在推进舱结构的上部。由于本发明专利技术采用外框架侧板结构和内部星形桁架结构来构成内外双承力路径的混合式主结构来传递整星载荷，传力路径短而连续，结构紧凑、质心低，满足了整个卫星的高刚度、小惯量要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种航天器主承力结构，特别是用于提高小卫星平台适应能力 的一种新型小卫星主承力结构。
技术介绍
航天器的主承力结构主要用于承受作用在航天器上的静力和动力载荷，为 所载仪器设备提供固定安装界面并保持稳定的精度，确保整体几何形状。以卫星为例，卫星主〃K力结构的主要功能是岸义受作用在卫星上的静力和 动力载荷，为星载仪器设备提供固定安装界面并保持稳定的精度，确保整星几 何形状。卫星各分系统的仪器设备有的直接安装在主承力构件上，大多数仪器设备 通过隔板和壁板等次要构件连接到主承力构件上。主承力构件形式的总体布局 和质量特性要适应运载火箭的力学环境。卫星结构系统的主承力构件的承力方 向要与运载火箭推力方向一致。主承力结构是卫星的脊梁。它承受轴向、弯曲、剪切和扭转等载荷。卫星 由于所选取的主承力构件的形式不同，其构型也会有^艮大的差别。目前主承力 结构一般可分为四种形式箱形板式、中心承力筒式、桁架式、外壳式。箱形板式结构主承力结构主要为蜂窝夹层板组成的箱形结构。如我国的 CAST968小卫星平台、CAST2000小卫星平台的主承力结构就是采用的箱形 板式结构，典型的还有美国洛克希德马丁公司的A2100卫星平台。若选择箱板 式主承力结构，由于有效载荷相机较为庞大，空间占据极大，无论是立式安装还是卧式安装都不便于总装操作。中心承力筒结构此类卫星的主承力构件位于卫星本体的中心部位。如我国的东方红三号卫星平台就是由中心承力筒、结构板构成主承力结构。太阳翼、天线及仪器设备等通过连接接口、支架等连接到承力构件上，并将载荷传递到 主传力路径上。其特点是主要通过内传力路径传递载荷，星箭对接环、隔板等 板架结构也是通过内传力路径传递载荷。对于小卫星，若要中心承力筒起主承力作用，其直径必须与对接环尺寸相 当，这样的话外部空间很小，提供的设备安装空间不多，内部空间因相机的装 拆空间需求而利用率较低，且不便才喿作。无论是侧板形式还是增加平台形式都 没有办法安装设备，即使仪器设备布于外围而使整星转动惯量较大也不利于总 体提出的小惯量要求。而且由于推进系统的发动机需要伸出星体外部，因此要 在承力筒相应部位开孔，这样也影响了承力筒的刚度。街架结构其主承力构件是由杆件组成的街架。如美国休斯公司的HS702 卫星平台。街架可以有多种形式，因此，桁架承力式卫星的构型也呈多样化。 可以采用三角形桁架或多边形衔架构架。桁架式主承力构件的构型不一样，卫 星的构型也就有所不同。街架结构对材料和结构的要求^f艮高，在国内作为主承 力结构的例子较少，技术难度较大。外壳体结构以艙体作为主7fc力构件，主要是通过外传力^各径传递载荷。 这类卫星往往由多个抢连接而成，舱与抢之间由抢体法兰连接，最下面与运载 火箭连接的舱承受整个航天器的载荷。如我国的返回式卫星、各国的载人飞船 大多采用此种结构。但当卫星中心部位有质量较大的有效载荷时，也不便于仅 选择外壳作为主传力结构。上述几种结构都釆用单一的传力路线，导致纵轴惯量大，同时不能满足有 效载荷的机动性。目前，单一的主承力结构已不能适应小卫星敏捷机动的需求， 但综合多种方式的主承力结构，在设计和结构上较难实现，未见相关文献报道。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供纵轴惯量小、有效 载荷容易实施滚动、俯仰机动，采用内、外双承力路径的一种新型航天器主承 力结构。 本专利技术的技术解决方案是 一种新型4元天器主岸义力结构，包括推进抢结构、 星形桁架结构和电子艙主框架结构；所述推进艙结构的上部连接电子舱主框架 结构，下部作为整星精度检测基准面和提供推进艙仪器设备的安装面；所述星 形街架结构为一个由撑杆支撑的载荷安装框，位于电子抢主框架结构内，用于 安装有效载荷，其撑杆的下端固定连接在推进抢结构的上部。所述推进艙结构为锥台形状，包括推进舱下端框、推进艙壳体、推进艙力口 强街条和推进舱上端框；推进抢加强街条分布在推进艙壳体周围，两端分别固 定连接推进抢下端框和推进抢上端框，推进抢上端框的上端面连接电子艙主框 架结构，推进抢上端框下部的圆锥面是推进抢壳体的连接面。所述推进舱下端框设有内法兰，作为整星精度检测基准面和提供推进抢仪 器设备的安装面。所述星形衔架结构的撑杆数量为不少于六的双数，每两根撑杆的顶端共用 一个连接接头，接头的上端与载荷安装框连接，接头的下端与推进抢结构连接。所述电子舱主框架结构包括主框架下角条、主框架立柱、主框架上角条和 加强支撑，主框架立柱连接主框架下角条和主框架上角条，在主框架立柱上靠 近主框架上角条处安装加强支撑。所述电子舱主框架结构还包括T形角条，位于主框架下角条和主框架上角 条之间支撑主框架立柱。本专利技术与现有技术相比的有益效果是1、本专利技术的卫星主承力结构与运载火箭对接，采用外框架侧板结构和内 部星形街架结构来构成内外双承力路径的混合式主结构来传递整星载荷，传力 5^径短而连续。其主传力路径为内有效载荷相机—有效载荷星形桁架支撑结构—推进抢下端框—运载对 接框；夕卜顶板和侧板—主框架结构—推进抢上端框—推进抢壳体—推进抢下端 框—运载对接框。因此，本专利技术结构紧凑、质心低，满足了整个卫星的高刚度、小惯量要求。2、卫星本体结构突破了以往较多釆用的箱板式结构构型，合理使用板壳 结构、桁架结构及带加强街条的承力圆锥筒，有效载荷与平台对接所采用的星 形街架结构最大限度地提高安装精度。形成星形街架结构加外侧板主框架内外 相结合的双路径承力结构，使卫星整体刚度得到了较好的保证。 附图说明图1为本专利技术主承力结构的一4殳视图； 图2为本专利技术推进抢结构的一般一见图； 图3为本专利技术星形街架结构的一^:^L图； 图4为本专利技术主框架结构的一般视图。 具体实施例方式如图1所示，本专利技术的一种新型卫星主承力结构，包括推进抢结构、星形 衔架结构和电子舱主框架结构；推进抢结构的上部连接电子舱主框架结构，下 部作为整星精度检测基准面和提供推进抢仪器设备的安装面；星形桁架结构位 于电子艙主框架结构内，为一个由撑杆支撑的载荷安装框，用于安装有效载荷， 其撑杆的下端固定连接在推进抢结构的上部。如图2所示，推进抢结构为一锥台形状，包括推进抢下端框1、推进艙壳 体2、推进抢加强桁条3和推进抢上端框4;推进艙加强桁条3分布在推进抢 壳体2周围，其两端分别固定连接推进抢下端框1和推进抢上端框4，推进抢 上端框4的上端面连接电子舱主框架结构，为正六边形结构，推进抢上端框4 下部的圆锥面是推进抢壳体2的连接面。推进抢下端框1设有内法兰，作为整星精度检测基准面和提供推进餘仪器 设备的安装面。如图3所示，星形街架结构6为一个由撑杆支撑的载荷安装框，用于安装 有效载荷相机及相关载荷，提供相机的基础刚度。本实施例的撑杆共八根，每 两根撑杆的顶端共用1个连接接头，接头的上端与载荷安装框连接，接头的下端与推进抢结构的推进艙下端框1连接。如图4所示，本实施例中的电子抢主框架结构，包括六个主框架下角条5、 六个主框架立柱7、六个主框架上角条9和六个加强支撑10组成。主框架立柱 7连接主框架下角条5和主框架上角条9，在主框架立柱7上靠近主框架上角 条9处安装加强支撑10。在主框架下角条5和主框架上角条9之间，还有六个T形角条8，用于支 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型航天器主承力结构，其特征在于包括推进舱结构、星形桁架结构（６）和电子舱主框架结构；所述推进舱结构的上部连接电子舱主框架结构，下部作为整星精度检测基准面和提供推进舱仪器设备的安装面；所述星形桁架结构（６）为一个由撑杆支撑的载荷安装框，位于电子舱主框架结构内，用于安装有效载荷，其撑杆的下端固定连接在推进舱结构的上部。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨芳，刘胜利，李馨，高永新，包锦忠，
申请(专利权)人：航天东方红卫星有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]