一种可优化微振动传递路径的服务舱构型制造技术

一种可优化微振动传递路径的服务舱构型，包括：中心承力筒(4)等；动量轮安装板(12)安装中心承力筒(4)下端框处，服务舱顶板(5)、服务舱底板(6)套在中心承力筒(4)外部端框上，+X外侧板(7)、‑X外侧板(8)、+Y电池安装板(9)、‑Y电池安装板(10)与服务舱顶板(5)、服务舱底板(6)组成封闭的箱体结构，+X外侧板(7)、‑X外侧板(8)、+Y电池安装板(9)、‑Y电池安装板(10)分别通过法向隔板(11)与承力筒(4)外壁连接；+Y电池加强隔板(13)垂直安装在+Y电池安装板(9)内侧，‑Y电池加强隔板(14)垂直安装在‑Y电池安装板(10)内侧。本实用新型专利技术有效降低了微振动对高分辨率相机在轨成像质量的影响。

A service compartment configuration for optimizing the transmission path of micro vibration

A service module configuration which can optimize the micro vibration transmission path, including the central bearing cylinder (4), the momentum wheel mounting plate (12) installed the central bearing tube (4) lower end frame, the service cabin roof (5), the service cabin floor (6) set on the outer end frame of the central bearing tube (4), the +X outer side board (7), the X lateral board (8), the +Y battery installation board (9), and the Y electricity. The pool mounting plate (10) is composed of a closed box structure with the service cabin roof (5) and the service cabin floor (6). The +X outer side board (7), the X lateral board (8), the +Y battery installation board (9), and the Y battery installation board (10) are connected to the outer wall of the baffle (11) with the force cylinder (4), and the +Y battery reinforced baffle (13) is vertically installed on the inside of the +Y battery mounting plate (9). The Y battery reinforcement separator (14) is vertically installed inside the Y battery mounting plate (10). The utility model effectively reduces the influence of micro vibration on the imaging quality of the high resolution camera on orbit.

【技术实现步骤摘要】
一种可优化微振动传递路径的服务舱构型
本技术属于航天器结构领域，涉及一种卫星服务舱构型。
技术介绍
高分二号卫星是迄今为止我国研制的空间分辨率最高的民用遥感卫星，为两舱式构型布局形式。卫星主结构必须具备足够的强度及连接刚度，星上各大部件也需要注意避免频率耦合，一是为了避免地面试验和发射段振动响应过大对相机镜头的损伤，同时尽量降低在轨工作阶段，星上各种振源对相机图像质量的微振动影响。星体服务舱结构的±Y侧安装了两组重约100kg的蓄电池载荷，根据初步力学分析结果，电池安装板组合体的局部频率约为30Hz，与动量轮的一阶固有频率33Hz、高分辨率相机的一阶固有频率28Hz均比较接近。在振动环境条件下因频率耦合，电池安装板处的响应量级分析值约为32g左右，相应地相机安装面处的响应量级达到了12g左右，已超单机的组件级试验条件。为了通过错频设计以降低电池安装板的振动响应量级，结构方案设计时对服务舱构型进行了优化设计，具体实施方式为在电池安装板背后增加一块法向加强隔板。按照常规的加强隔板设计方案，隔板一般为等宽度外形尺寸设计，恰好可以满足外侧板边与电池安装板垂直连接，内侧板边和承力筒通过角盒连接，这样在增加连接刚度的同时可以形成一个封闭的传力框架，100kg的蓄电池载荷大部分可以通过加强隔板传递到主承力结构—中心承力筒上。但是对于安装高分辨率相机的高分二号卫星，这种传力路径反而对微振动的传递路径产生不利影响。作为星上主要微振动源的动量和控制力矩陀螺，通过动量轮安装板与中心承力筒的下端框连接，而高分辨率相机通过铸镁构架相机安装板放置在承力筒的上端框处。这种布局方式是最为直接的载荷传递路径，并且在轨工作时，振源通过阻尼特性良好的承力筒结构传递之后可以得到最大程度的衰减。如果将蓄电池载荷参与到承力筒的传力路径之中，对动量轮振源的衰减效果起到一定干扰作用。为了解决上述问题，需要设计一种可以改善电池安装板处振动响应的力学特性，同时兼顾优化微振动传递路径的服务舱构型。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本技术提供了一种可优化微振动传递路径的服务舱构型，通过优化卫星服务舱的构型布局、确定新增两块电池加强隔板的安装位置，以及合理选择隔板的材料、厚度、外形尺寸等设计参数，在改善蓄电池安装板界面处力学环境的同时，对星上振源的传递路径进行了优化，有效降低了微振动对高分辨率相机在轨成像质量的影响。本技术所采用的技术方案是：一种可优化微振动传递路径的服务舱构型，包括：中心承力筒、服务舱顶板、服务舱底板、+X外侧板、-X外侧板、+Y电池安装板、-Y电池安装板、法向隔板、动量轮安装板、+Y电池加强隔板、-Y电池加强隔板；动量轮安装板安装中心承力筒下端框处，服务舱顶板、服务舱底板水平放置、套在中心筒外部端框上，上下分布；+X外侧板、-X外侧板垂直于x轴，+Y电池安装板、-Y电池安装板垂直于y轴，+X外侧板、-X外侧板、+Y电池安装板、-Y电池安装板与服务舱顶板、服务舱底板组成封闭的箱体结构，+X外侧板、-X外侧板、+Y电池安装板、-Y电池安装板分别通过法向隔板与承力筒外壁连接，法向隔板分别与+X外侧板、-X外侧板、+Y电池安装板、-Y电池安装板垂直；+Y电池加强隔板垂直安装在+Y电池安装板内侧，不与承力筒连接；-Y电池加强隔板垂直安装在-Y电池安装板内侧，不与承力筒连接。+Y电池安装板通过两块法向隔板与承力筒外壁连接，两块法向隔板关于+Y电池安装板对称轴对称，+Y电池加强隔板位于两块法向隔板之间。-Y电池安装板通过两块法向隔板与承力筒外壁连接，两块法向隔板关于-Y电池安装板对称轴对称，-Y电池加强隔板位于两块法向隔板之间。+Y电池加强隔板或-Y电池加强隔板采用铝蜂窝夹层结构，宽度为200mm～300mm，高度为830mm，厚度为15mm～25mm。本技术与现有技术相比的有益效果如下：(1)本技术中优化之后的服务舱构型，在+Y、-Y电池安装板背后分别增加了一块电池加强隔板，加强之后的电池安装板组合体合理避开了与星上大部件之间的固有频率耦合，适用于星上安装有较大质量的蓄电池；(2)本技术中加强之后的电池安装板组合体合理避开了与星上大部件之间的固有频率耦合，对振动响应的改善效果明显，改善了蓄电池安装板界面处的力学环境；(3)本技术中采用半宽度尺寸的电池加强隔板，在对电池安装板进行加强的同时不与承力筒连接，从而优化了微振动传递路径，有效降低了动量轮等振源对相机在轨成像质量的影响。附图说明图1为本技术的整星结构构型示意图；图2为本技术的服务舱构型示意图；图3(a)为本技术中的电池加强隔板示意图；图3(b)为本技术中的电池加强隔板剖面放大图。具体实施方式下面结合附图对本技术进行进一步阐述。如图1所示的卫星为两舱式构型布局形式。卫星主结构必须具备足够的强度及连接刚度，星上各大部件也需要注意避免频率耦合。铸镁构架相机安装板3安装在中心承力筒4上端框上，卫星载荷舱1安装在铸镁构架相机安装板3上，中心承力筒4外安装卫星载荷舱1。图2中卫星本体坐标系定义为：原点O为以星箭分离面的中心点；Z轴垂直于星箭分离面，由卫星服务舱2指向卫星载荷舱1方向；Y轴与Z轴垂直，指向+Y电池安装板9方向；X轴按右手坐标系与Z、Y轴正交。一种可优化微振动传递路径的服务舱构型，包括：中心承力筒4、服务舱顶板5、服务舱底板6、+X外侧板7、-X外侧板8、+Y电池安装板9、-Y电池安装板10、法向隔板11、动量轮安装板12、+Y电池加强隔板13、-Y电池加强隔板14；动量轮安装板12安装中心承力筒4下端框处，服务舱顶板5、服务舱底板6水平放置、套在中心承力筒4外部端框上，上下分布；+X外侧板7、-X外侧板8垂直于x轴，+Y电池安装板9、-Y电池安装板10垂直于y轴，+X外侧板7、-X外侧板8、+Y电池安装板9、-Y电池安装板10与服务舱顶板5、服务舱底板6组成封闭的箱体结构，+X外侧板7、-X外侧板8、+Y电池安装板9、-Y电池安装板10分别通过法向隔板11与承力筒4外壁连接，法向隔板11分别与+X外侧板7、-X外侧板8、+Y电池安装板9、-Y电池安装板10垂直；+Y电池加强隔板13垂直安装在+Y电池安装板9内侧，不与承力筒4连接；-Y电池加强隔板14垂直安装在-Y电池安装板10内侧，不与承力筒4连接。+Y电池安装板9通过两块法向隔板11与承力筒4外壁连接，两块法向隔板11关于+Y电池安装板9对称轴对称，+Y电池加强隔板13位于两块法向隔板11之间。-Y电池安装板10通过两块法向隔板11与承力筒4外壁连接，两块法向隔板11关于-Y电池安装板10对称轴对称，-Y电池加强隔板14位于两块法向隔板11之间。+Y电池加强隔板13、-Y电池加强隔板14采用铝蜂窝夹层结构，宽度为200mm～300mm，高度为830mm，厚度为15mm～25mm。如图2所示，卫星服务舱2构型为中心承力筒4加结构板的主承力体系，以中心承力筒4为中心，在中心承力筒4外侧分布6块常规尺寸的法向隔板11，两层水平板(即服务舱顶板5和服务舱底板6)，四周有外壁板(分别为+X外侧板7、-X外侧板8、+Y电池安装板9、-Y电池安装板10，共同形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可优化微振动传递路径的服务舱构型，其特征在于，包括：中心承力筒(4)、服务舱顶板(5)、服务舱底板(6)、+X外侧板(7)、‑X外侧板(8)、+Y电池安装板(9)、‑Y电池安装板(10)、法向隔板(11)、动量轮安装板(12)、+Y电池加强隔板(13)、‑Y电池加强隔板(14)；动量轮安装板(12)安装中心承力筒(4)下端框处，服务舱顶板(5)、服务舱底板(6)水平放置、套在中心承力筒(4)外部端框上，上下分布；+X外侧板(7)、‑X外侧板(8)垂直于x轴，+Y电池安装板(9)、‑Y电池安装板(10)垂直于y轴，+X外侧板(7)、‑X外侧板(8)、+Y电池安装板(9)、‑Y电池安装板(10)与服务舱顶板(5)、服务舱底板(6)组成封闭的箱体结构，+X外侧板(7)、‑X外侧板(8)、+Y电池安装板(9)、‑Y电池安装板(10)分别通过法向隔板(11)与承力筒(4)外壁连接，法向隔板(11)分别与+X外侧板(7)、‑X外侧板(8)、+Y电池安装板(9)、‑Y电池安装板(10)垂直；+Y电池加强隔板(13)垂直安装在+Y电池安装板(9)内侧，不与承力筒(4)连接；‑Y电池加强隔板(14)垂直安装在‑Y电池安装板(10)内侧，不与承力筒(4)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种可优化微振动传递路径的服务舱构型，其特征在于，包括：中心承力筒(4)、服务舱顶板(5)、服务舱底板(6)、+X外侧板(7)、-X外侧板(8)、+Y电池安装板(9)、-Y电池安装板(10)、法向隔板(11)、动量轮安装板(12)、+Y电池加强隔板(13)、-Y电池加强隔板(14)；动量轮安装板(12)安装中心承力筒(4)下端框处，服务舱顶板(5)、服务舱底板(6)水平放置、套在中心承力筒(4)外部端框上，上下分布；+X外侧板(7)、-X外侧板(8)垂直于x轴，+Y电池安装板(9)、-Y电池安装板(10)垂直于y轴，+X外侧板(7)、-X外侧板(8)、+Y电池安装板(9)、-Y电池安装板(10)与服务舱顶板(5)、服务舱底板(6)组成封闭的箱体结构，+X外侧板(7)、-X外侧板(8)、+Y电池安装板(9)、-Y电池安装板(10)分别通过法向隔板(11)与承力筒(4)外壁连接，法向隔板(11)分别与+X外侧板(7)、-X外侧板(8)、+Y电池安装板(9)、-Y电池安装板(10)垂直；+Y...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩明芬，罗文波，庞世伟，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：新型
国别省市：北京,11