一种重复使用飞行器模块化有效载荷的接口连接结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种重复使用飞行器模块化有效载荷的接口连接结构，包括飞行器航电接口和有效载荷接口，飞行器航电接口包括控制电接口、功率电接口、火工品电接口、信息采集接口和指令发送接口；有效载荷接口包括控制器接口、机电装置接口和应急分离装置接口；控制器接口同时与控制电接口、信息采集接口和指令发送接口连接，用于有效载荷控制器的能源供给，接收飞行器的任务管理指令，回传有效载荷的状态信息。本实用新型专利技术通过电气接口的匹配，解决有效载荷与飞行器平台间的控制与通信问题，从而实现平台与载荷的交联、协同工作，实现了不同任务类型的复杂多接口有效载荷与飞行器之间能量与信息的交互。

An interface connection structure for modularized payload of repeated use of aircraft

The utility model discloses an interface connection structure for modular payload of reusable aircraft, which comprises an avionics interface and a payload interface of the aircraft. The avionics interface of the aircraft includes a control interface, a power and electricity interface, a pyrotechnics interface, an information acquisition interface and an instruction transmission interface. Controller interface, electromechanical device interface and emergency separation device interface; controller interface is connected with control electrical interface, information acquisition interface and instruction sending interface at the same time, which is used for energy supply of payload controller, receiving mission management instructions of aircraft, and returning payload status information. The utility model solves the control and communication problems between the payload and the aircraft platform by matching the electrical interfaces, thus realizing the cross-linking and cooperative work between the platform and the load, and realizing the energy and information interaction between the complex multi-interface payloads of different mission types and the aircraft.

【技术实现步骤摘要】
一种重复使用飞行器模块化有效载荷的接口连接结构
本技术涉及一种重复使用飞行器模块化有效载荷的接口连接结构，属于航天器总体设计

技术介绍
可重复使用飞行器可搭载有效载荷完成多类型空间科学试验，具有较强的多用途应用能力。传统卫星、飞船平台由于无法实现多次天地往返，平台载荷固定，且无法重复使用，因此在全寿命周期内只能完成特定的一项或几项在轨任务；而可重复使用飞行器具备实现多次往返，多次重复使用，每次发射可根据不同需求搭载不同载荷，因此具有良好的搭载能力，并借助其优秀的轨道适应能力，可执行更为丰富的在轨试验任务。在传统航天器的电气系统设计过程中，任务以及有效载荷是确定的，因此在飞行器设计之初，电气系统设计就将以实现确定的载荷功能为导向，采用一体化设计手段，对平台自身电气系统与有效载荷进行统一考虑。而对于可重复使用飞行器来说，目前并没有满足不同任务类型的复杂多接口的连接结构。
技术实现思路
本技术的技术解决问题：为克服现有技术的不足，提供一种重复使用飞行器模块化有效载荷的接口连接结构，实现不同任务类型的复杂多接口有效载荷与飞行器之间能量与信息的交互。本技术的技术解决方案：一种重复使用飞行器模块化有效载荷的接口连接结构，包括飞行器航电接口和有效载荷接口，飞行器航电接口包括控制电接口、功率电接口、火工品电接口、信息采集接口和指令发送接口；有效载荷接口包括控制器接口、机电装置接口和应急分离装置接口；控制器接口同时与控制电接口、信息采集接口和指令发送接口连接，用于有效载荷控制器的能源供给，接收飞行器的任务管理指令，回传有效载荷的状态信息；机电装置接口同时与功率电接口、信息采集接口和指令发送接口连接，用于有效载荷机械动作的执行，接收来自飞行器的直接控制指令，回传自身执行信息；应急分离装置接口与火工品电接口及信息采集接口连接，用于应急工况下的有效载荷与飞行器分离，回传分离前后的状态信息。控制电接口、功率电接口和火工品电接口电压为不大于35V的低电压。控制电接口、功率电接口、火工品电接口为冗余设计。信息采集接口包括1553B总线通信接口、RSS422通信接口、模拟量采集电路接口、开关量采集电路接口。指令发送接口包括1553B总线通信接口、RSS422通信接口、间接OC指令接口。飞行器与有效载荷控制器间接口为控制器接口，飞行器与有效载荷机电装置之间为机电装置接口，有效载荷机电装置通过有效载荷控制器接收指令，并向有效载荷控制器回传状态信息，在特定应用场景中，有效载荷机电装置可直接与飞行器进行信息交互。本技术与现有技术相比具有如下有益效果：(1)本技术通过电气接口的匹配，解决有效载荷与飞行器平台间的控制与通信问题，从而实现平台与载荷的交联、协同工作，实现了不同任务类型的复杂多接口有效载荷与飞行器之间能量与信息的交互；(2)现有卫星等平台针对单一有效载荷试验，需要对平台提供的接口进行再设计，而本技术可提前考虑支援类载荷和任务类载荷的不同需求，无需在每次任务前重新更改接口方案，有效降低了任务成本。附图说明图1为本技术结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步详细的描述。如图1所示，一种重复使用飞行器模块化有效载荷的接口连接结构，包括飞行器航电接口和有效载荷接口，飞行器航电接口包括控制电接口、功率电接口、火工品电接口、信息采集接口和指令发送接口；有效载荷接口包括控制器接口、机电装置接口和应急分离装置接口；控制器接口同时与控制电接口、信息采集接口和指令发送接口连接，用于有效载荷控制器的能源供给，接收飞行器的任务管理指令，回传有效载荷的状态信息；机电装置接口同时与功率电接口、信息采集接口和指令发送接口连接，用于有效载荷机械动作的执行，接收来自飞行器的直接控制指令，回传自身执行信息；应急分离装置接口与火工品电接口及信息采集接口连接，用于应急工况下的有效载荷与飞行器分离，回传分离前后的状态信息。控制电接口、功率电接口和火工品电接口电压为不大于35V的低电压。控制电接口、功率电接口、火工品电接口为冗余设计。信息采集接口包括1553B总线通信接口、RSS422通信接口、模拟量采集电路接口、开关量采集电路接口。指令发送接口包括1553B总线通信接口、RSS422通信接口、间接OC指令接口。飞行器与有效载荷控制器间接口为控制器接口，飞行器与有效载荷机电装置之间为机电装置接口，有效载荷机电装置通过有效载荷控制器接收指令，并向有效载荷控制器回传状态信息，在特定应用场景中，有效载荷机电装置可直接与飞行器进行信息交互。由于在轨试验任务不固定，为满足不同任务载荷的接口需求，在电气系统设计中，对有效载荷电气接口进行充分考虑并预留足够接口数量。在供配电方面，可重复使用飞行器采用一体化供配电方案，由专门的电源分系统及控制单元负责全器各系统电能的供给和分配。对控制电、功率电、火工品电等不同电路进行明确区分，所有供电通路由飞行器专门负责供电管理的控制单元进行统一调度，控制单元内部为有效载荷预留了足够的可控支路模块。在信息接口方面，采用1553B总线实现飞行器与有效载荷间的遥测、控制通信。对于视频、图像数据等大数据量信息传输需求，提供LVDS高速数据接口保证传输的实时性。对于有效载荷与器载综合控制器之外的其他分系统的信息交互，可预留RSS422等接口。此外，对飞行器任务正常实施起到关键作用的任务指令，如有效载荷的重置、复位等，通过飞行器与有效载荷间的间接OC指令接口予以实现。在实际的设计过程中，首先在飞行器自身的电气系统设计过程中对有效载荷接口类型进行充分考虑和设计，在一体化电气架构的实现过程中对有效载荷接口进行设计和提前预留。在确定有效载荷科学试验任务后，以重复使用飞行器主要性能指标为支撑，开展有效载荷的功能分析；并按功能以及有效载荷提供一体化供配电、1553B、RS422、LVDS及OC等多种接口的特性，对飞行器航电接口、有效载荷接口结构进行类型划分。以接口分类为依据，按照接口的特点，进行航电接口与有效载荷接口的组合，以实现有效载荷开展科学试验的功能和接口需求。本技术说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重复使用飞行器模块化有效载荷的接口连接结构，其特征在于，包括飞行器航电接口和有效载荷接口，飞行器航电接口包括控制电接口、功率电接口、火工品电接口、信息采集接口和指令发送接口；有效载荷接口包括控制器接口、机电装置接口和应急分离装置接口；控制器接口同时与控制电接口、信息采集接口和指令发送接口连接，用于有效载荷控制器的能源供给，接收飞行器的任务管理指令，回传有效载荷的状态信息；机电装置接口同时与功率电接口、信息采集接口和指令发送接口连接，用于有效载荷机械动作的执行，接收来自飞行器的直接控制指令，回传自身执行信息；应急分离装置接口与火工品电接口及信息采集接口连接，用于应急工况下的有效载荷与飞行器分离，回传分离前后的状态信息。

【技术特征摘要】
1.一种重复使用飞行器模块化有效载荷的接口连接结构，其特征在于，包括飞行器航电接口和有效载荷接口，飞行器航电接口包括控制电接口、功率电接口、火工品电接口、信息采集接口和指令发送接口；有效载荷接口包括控制器接口、机电装置接口和应急分离装置接口；控制器接口同时与控制电接口、信息采集接口和指令发送接口连接，用于有效载荷控制器的能源供给，接收飞行器的任务管理指令，回传有效载荷的状态信息；机电装置接口同时与功率电接口、信息采集接口和指令发送接口连接，用于有效载荷机械动作的执行，接收来自飞行器的直接控制指令，回传自身执行信息；应急分离装置接口与火工品电接口及信息采集接口连接，用于应急工况下的有效载荷与飞行器分离，回传分离前后的状态信息。2.如权利要求1所述的一种重复使用飞行器模块化有效载荷的接口连接结构，其特征在于，控制电接口、功率电接口和火工品电接口电压为不大于35V的低电压。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨勇，满益明，李昊，陈灿辉，王骞，朱红，陈尚，曹晓瑞，朱永贵，代京，王征，张月玲，朱如意，孙光，杨敏哲，
申请(专利权)人：中国运载火箭技术研究院，
类型：新型
国别省市：北京,11