一种星箭分离系统及其分离方法技术方案

本发明专利技术公开了一种星箭分离系统及其分离方法，该装置包括运载火箭和至少两个分离组件，每一所述分离组件均包括第一伸缩杆和第二伸缩杆，且每一所述分离组件的第一伸缩杆和第二伸缩杆的顶端均活动连接一卫星，每一所述分离组件具有第一状态和第二状态，处于第一状态时，所述分离组件与运载火箭贴合，且第一伸缩杆和第二伸缩杆均位于所述运载火箭内，处于第二状态时，第一伸缩杆和第二伸缩杆均至少部分伸出于所述运载火箭的顶部，且所述第二伸缩杆的伸出高度大于所述第一伸缩杆，以使对应的所述卫星发生偏转。本发明专利技术提供的星箭分离系统及其分离方法，可以有目的地控制星箭分离时的偏转角速度，满足卫星并联紧密布置时卫星分离的安全性保障需求。

A Star-Arrow Separation System and Its Separation Method

【技术实现步骤摘要】
一种星箭分离系统及其分离方法
本专利技术涉及卫星分离
，具体涉及一种星箭分离系统及其分离方法。
技术介绍
随着航天技术的发展和各类卫星大规模的应用，一箭双星甚至一箭多星发射和多星轨道部署等均是提高目前运载火箭性能和任务适应能力的有效途径，多星发射能使卫星的发射费用大大降低，有助于运载火箭发射多颗卫星，也能使相关联的多颗卫星保持密切配合，而为了实现星箭入轨后的可靠分离，星箭分离方案设计起着重要的作用。常规的一箭双星甚至一箭多星发射任务中，卫星多采用上下串联布置方案，此时卫星质心与火箭纵轴基本重合，分离时卫星依次解锁并沿轴向释放，分离安全性能够得到有效保障。但是，受航天发射低成本化发展趋势的影响，为尽可能利用整流罩的内部空间，不可避免地会出现多个卫星需并联紧密布置依次轴向分离的情况。此种情况下，卫星质心与火箭纵轴不重合，分离过程中导致火箭发生转动而产生碰撞，安全性较差，从而影响星箭分离的成功率。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种星箭分离系统及其分离方法，可以有目的地控制星箭分离时的偏转角速度，满足卫星并联紧密布置时卫星分离的安全性保障需求。为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：运载火箭；至少两个分离组件，每一所述分离组件均包括第一伸缩杆和第二伸缩杆，且每一所述分离组件的第一伸缩杆和第二伸缩杆的顶端均活动连接一卫星，每一所述分离组件具有第一状态和第二状态，处于第一状态时，所述分离组件与运载火箭贴合，且第一伸缩杆和第二伸缩杆均位于所述运载火箭内，处于第二状态时，所述分离组件的第一伸缩杆和第二伸缩杆均至少部分伸出于所述运载火箭的顶部，且所述第二伸缩杆的伸出高度大于所述第一伸缩杆的伸出高度，以使对应的所述卫星朝远离其余所述卫星的方向偏转。在上述技术方案的基础上，所述第一伸缩杆包括：第一分离弹簧，其设于所述运载火箭的顶部内；第一推杆，其设于所述第一分离弹簧的顶部，处于第一状态时，所述第一推杆位于所述运载火箭内，处于第二状态时，所述第一分离弹簧伸长，所述第一推杆至少部分伸出于所述运载火箭的顶部；第一球头，其设于所述第一推杆的顶部，并与对应的所述卫星转动连接。在上述技术方案的基础上，所述第二伸缩杆包括：第二分离弹簧，其设于所述运载火箭的顶部，所述第二分离弹簧距离所述运载火箭轴心的距离小于所述第一分离弹簧距离所述运载火箭轴心的距离，且所述第二分离弹簧的刚度大于所述第一分离弹簧的刚度；第二推杆，其设于所述第二分离弹簧的顶部，处于第一状态时，所述第二推杆位于所述运载火箭内，处于第二状态时，所述第二分离弹簧伸长，所述第二推杆至少部分伸出于所述运载火箭的顶部；第二球头，其设于所述第二推杆的顶部，并与对应的所述卫星活动连接。在上述技术方案的基础上，所述卫星的底部设有卫星适配器，所述运载火箭的顶部设有火箭适配器，处于第一状态时，所述卫星适配器与火箭适配器贴合，处于第二状态时，所述卫星适配器与火箭适配器分离。在上述技术方案的基础上，所述卫星适配器与火箭适配器贴合时通过分离螺栓连接。在上述技术方案的基础上，所述卫星适配器的底部分别设有球头槽和球头滑槽，处于第一状态时，所述第一球头嵌设于所述球头槽内，所述第二球头滑设于所述球头滑槽内，且位于所述球头滑槽靠近所述球头槽的一端，处于第二状态时，所述第二球头位于所述球头滑槽远离所述球头槽的一端。在上述技术方案的基础上，所述第一伸缩杆还包括第一套筒，处于第一状态时，所述第一推杆和第一分离弹簧均位于所述第一套筒内，第二伸缩杆还包括第二套筒，处于第一状态时，所述第二推杆和第二分离弹簧均位于所述第二套筒内。在上述技术方案的基础上，第一套筒的侧壁对称设有第一滑槽，第二套筒的侧壁对称设有第二滑槽，所述第二滑槽的长度大于所述第一滑槽的长度。在上述技术方案的基础上，所述第一推杆的底部两侧对称设有第一限位件，且所述第一限位件滑设于与其同侧的所述第一滑槽内，所述第二推杆的底部两侧对称设有第二限位件，且所述第二限位件滑设于与其同侧的所述第二滑槽内。另一方面，本专利技术的目的在于提供一种星箭分离系统的分离方法，可以有目的地控制星箭分离时的偏转角速度，满足卫星并联紧密布置时卫星分离的安全性保障需求。为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：S1、调节其中一个分离组件的第一伸缩杆和第二伸缩杆的伸出高度，使所述第一伸缩杆和第二伸缩杆伸出所述运载火箭的顶部，且使所述第二伸缩杆的伸出高度大于所述第一伸缩杆的伸出高度，以使对应的所述卫星朝远离其余所述卫星的方向偏转，使该卫星与所述运载火箭分离；S2、重复步骤S1，依次使其余分离组件对应的所述卫星与所述运载火箭分离。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术提供的一种星箭分离系统，针对一箭多星任务卫星并联紧密布置依次前向分离时，星箭分离安全性较差的问题，通过选用不同刚度和行程的差异化弹簧作为分离驱动力，并设置活动球头、球头槽和球头滑槽，进一步的有效约束了卫星分离的过程，主动控制卫星往预设方向偏转，调整卫星分离时的偏转角速度，避免卫星之间在分离时发生碰撞，提升星箭分离的安全性，且结构简单，容易操作及实施。附图说明图1为本专利技术实施例中的星箭分离系统的卫星未发生偏转时的结构示意图；图2为本专利技术实施例中的星箭分离系统的卫星发生偏转时的结构示意图；图3为本专利技术实施例中的星箭分离系统的卫星与运载火箭分离的示意图。图中：1-运载火箭，20-第一伸缩杆，200-第一分离弹簧，201-第一推杆，202-第一球头，203-第一套筒，204-第一滑槽，205-第一限位件，21-第二伸缩杆，210-第二分离弹簧，211-第二推杆，212-第二球头，213-第二套筒，214-第二滑槽，215-第二限位件，3-卫星，30-卫星适配器，31-火箭适配器，32-球头槽，33-球头滑槽。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例作进一步详细说明。参见图1所示，本专利技术实施例提供了一种星箭分离系统，星箭分离系统适用于双星或多星分离，在运载火箭1的顶部并列依次间隔设置卫星3。星箭分离系统包括运载火箭1和至少两个分离组件，其中，每一分离组件均包括第一伸缩杆20和第二伸缩杆21，且每一分离组件2的第一伸缩杆20和第二伸缩杆21的顶端均活动连接一卫星3，每一分离组件具有第一状态和第二状态，处于第一状态时，分离组件与运载火箭1贴合，且第一伸缩杆20和第二伸缩杆21均位于运载火箭1内，处于第二状态时，分离组件2的第一伸缩杆20和第二伸缩杆21均至少部分伸出于运载火箭1的顶部，且第二伸缩杆21的伸出高度大于第一伸缩杆20的伸出高度，以使对应的卫星3朝远离其余卫星3的方向稍加偏转。参见图1-图2所示，第一伸缩杆20包括第一分离弹簧200、第一推杆201和第一球头202，其中，第一分离弹簧200设于运载火箭1的顶部内，第一推杆201设于第一分离弹簧200的顶部，第一球头202设于第一推杆201的顶部，并与对应的卫星3转动连接。处于第一状态时，第一分离弹簧200处于压缩状态，第一推杆201完全位于运载火箭1内，卫星3和运载火箭1贴合；处于第二状态时，第一分离弹簧200相对于压缩状态伸长，第一分离弹簧200的弹力驱动第一推杆201至少部分伸出于运载火箭1的顶部。相应的，第二伸缩杆21包括第二分离弹簧210、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种星箭分离系统，其特征在于，其包括：运载火箭(1)；至少两个分离组件，每一所述分离组件均包括第一伸缩杆(20)和第二伸缩杆(21)，且每一所述分离组件(2)的第一伸缩杆(20)和第二伸缩杆(21)的顶端均活动连接一卫星(3)，每一所述分离组件具有第一状态和第二状态，处于第一状态时，所述分离组件与运载火箭(1)贴合，且第一伸缩杆(20)和第二伸缩杆(21)均位于所述运载火箭(1)内，处于第二状态时，所述分离组件(2)的第一伸缩杆(20)和第二伸缩杆(21)均至少部分伸出于所述运载火箭(1)的顶部，且所述第二伸缩杆(21)的伸出高度大于所述第一伸缩杆(20)的伸出高度，以使对应的所述卫星(3)朝远离其余所述卫星(3)的方向偏转。

【技术特征摘要】
1.一种星箭分离系统，其特征在于，其包括：运载火箭(1)；至少两个分离组件，每一所述分离组件均包括第一伸缩杆(20)和第二伸缩杆(21)，且每一所述分离组件(2)的第一伸缩杆(20)和第二伸缩杆(21)的顶端均活动连接一卫星(3)，每一所述分离组件具有第一状态和第二状态，处于第一状态时，所述分离组件与运载火箭(1)贴合，且第一伸缩杆(20)和第二伸缩杆(21)均位于所述运载火箭(1)内，处于第二状态时，所述分离组件(2)的第一伸缩杆(20)和第二伸缩杆(21)均至少部分伸出于所述运载火箭(1)的顶部，且所述第二伸缩杆(21)的伸出高度大于所述第一伸缩杆(20)的伸出高度，以使对应的所述卫星(3)朝远离其余所述卫星(3)的方向偏转。2.如权利要求1所述的一种星箭分离系统，其特征在于，所述第一伸缩杆(20)包括：第一分离弹簧(200)，其设于所述运载火箭(1)的顶部内；第一推杆(201)，其设于所述第一分离弹簧(200)的顶部，处于第一状态时，所述第一推杆(201)位于所述运载火箭(1)内，处于第二状态时，所述第一分离弹簧(200)伸长，所述第一推杆(201)至少部分伸出于所述运载火箭(1)的顶部；第一球头(202)，其设于所述第一推杆(201)的顶部，并与对应的所述卫星(3)转动连接。3.如权利要求2所述的一种星箭分离系统，其特征在于，所述第二伸缩杆(21)包括：第二分离弹簧(210)，其设于所述运载火箭(1)的顶部，所述第二分离弹簧(210)距离所述运载火箭(1)轴心的距离小于所述第一分离弹簧(200)距离所述运载火箭(1)轴心的距离，且所述第二分离弹簧(210)的刚度大于所述第一分离弹簧(200)的刚度；第二推杆(211)，其设于所述第二分离弹簧(210)的顶部，处于第一状态时，所述第二推杆(211)位于所述运载火箭(1)内，处于第二状态时，所述第二分离弹簧(210)伸长，所述第二推杆(211)至少部分伸出于所述运载火箭(1)的顶部；第二球头(212)，其设于所述第二推杆(211)的顶部，并与对应的所述卫星(3)活动连接。4.如权利要求3所述的一种星箭分离系统，其特征在于：所述卫星(3)的底部设有卫星适配器(30)，所述运载火箭(1)的顶部设有火箭适配器(31)，处于第一状态时，所述卫星适配器(30)与火...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡适，常子原，魏其，胡长伟，黄雷，肖任勤，卢迪，洪珅，
申请(专利权)人：湖北航天技术研究院总体设计所，
类型：发明
国别省市：湖北,42