多功能上面级构型及航天运载器制造技术

本申请涉及航空机械领域，尤其是涉及一种多功能上面级构型及航天运载器。多功能上面级构型包括动力舱，动力舱包括锥形的承力筒、底板、中板、球状的贮箱和撑杆组件，中板和底板相对地设于承力筒的两端，且中板位于小径端。多个贮箱环绕承力筒呈圆周间隔分布并固定于中板上，多个撑杆组件环绕承力筒呈圆周间隔分布，且每个撑杆组件均是相对承力筒的轴向倾斜地支撑于底板和中板之间。本申请通过将承力筒设置为锥形，能够在一定程度上减小承力筒的尺寸，为贮箱的安装留出充足的空间，使有限的空间内能够在承力筒的外侧布置多个大型球状贮箱；同时通过布置多个撑杆组件，以对锥形的承力筒在强度以及横向刚度和纵向刚度上的不足进行弥补。进行弥补。进行弥补。

【技术实现步骤摘要】
多功能上面级构型及航天运载器


[0001]本申请涉及航空机械领域，尤其是涉及一种多功能上面级构型及航天运载器。

技术介绍

[0002]上面级属于大型空间飞行器，通常需要携带大量推进剂并搭载卫星，一般需使用大尺寸中心承力筒才能满足刚度、强度的要求。目前传统的上面级多采用大尺寸中心承力筒加桁架的构型，其主要功能是部署卫星，留轨时间较短，无需快速机动，对推进剂贮箱无特殊要求，因而遇到贮箱尺寸较大的情况，可将贮箱部分嵌入中心承力筒，参与承力，同时贮箱暴露在外可保持大尺寸中心承力筒构型。
[0003]不同于传统上面级，多功能上面级在完成卫星部署任务后，还需要执行在轨试验、在轨服务等多项任务，需要长期留轨，且针对特定任务还需要快速机动，因此必须使用膜压式球状贮箱，以减小燃料晃动对飞行器姿态的影响，才能满足快速机动的要求。
[0004]而对于多功能上面级，若直接采用传统的大尺寸中心承力筒加桁架的开放式构型，现有膜压式球状贮箱本身不能承力，不能嵌入中心承力筒，当其尺寸较大且具有多个需要布置时，只能大幅度缩小中心承力筒的尺寸，导致主结构无法提供足够的刚度和强度。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种多功能上面级构型及航天运载器，以在一定程度上有效节省空间，保证整体结构的刚度和强度。
[0006]本专利技术提供了一种多功能上面级构型，包括动力舱，所述动力舱包括底板、中板、承力筒、撑杆组件和贮箱；所述承力筒为锥形承力筒，所述底板和所述中板相对地设置于所述承力筒的轴向方向的两端，且所述中板位于所述承力筒的小径端；所述贮箱为球状贮箱，所述贮箱的数量为多个，多个所述贮箱环绕所述承力筒的小径端呈圆周间隔分布并分别固定于所述中板上；所述撑杆组件的一端与所述底板相连接，所述撑杆组件的另一端朝远离所述承力筒的方向倾斜并与所述中板相连接；所述撑杆组件的数量为多个，多个所述撑杆组件环绕所述承力筒呈圆周间隔分布。
[0007]进一步地，每个所述撑杆组件均包括第一撑杆和第二撑杆；所述第一撑杆和所述第二撑杆的第一端分别铰接于所述底板上并间隔预定的距离，所述第一撑杆和所述第二撑杆的第二端分别铰接于所述中板上，且所述第一撑杆和所述第二撑杆的第二端在朝远离所述承力筒的方向倾斜的同时也朝向靠近彼此的方向倾斜。
[0008]进一步地，所述动力舱还包括气瓶，所述气瓶位于所述底板和所述中板之间并固定于所述底板上；所述气瓶位于所述撑杆组件的第一撑杆和所述第二撑杆之间；至少一个所述撑杆组件之间设有所述气瓶。
[0009]进一步地，所述动力舱还包括主发动机；所述主发动机位于所述底板背离所述中板的一侧，且所述主发动机的一端与所述承力筒相连接。
[0010]进一步地，所述动力舱还包括顶板和周侧围板；所述顶板与所述中板相对地设于所述中板背离所述底板的一侧，所述周侧围板围设于所述顶板和所述底板之间。
[0011]进一步地，所述顶板、所述底板和所述周侧围板均呈不等边八边形；所述周侧围板相对的两个侧板上分别布置有展开式太阳电池阵。
[0012]进一步地，所述中板与所述顶板之间设有支撑框架；所述支撑框架为碳纤维支撑框架。
[0013]进一步地，所述的多功能上面级构型还包括多功能服务舱，所述多功能服务舱包括锥形舱盖，所述锥形舱盖的大径端朝向所述顶板并盖设于所述顶板上，所述锥形舱盖和所述顶板围设形成的空间内用于布置单机。
[0014]进一步地，所述的多功能上面级构型还包括载荷舱段，所述载荷舱段包括多星分离适配器、搭载卫星和载荷；所述多星分离适配器的一端固定于所述锥形舱盖的小径端，所述多星分离适配器的周侧设有多个分离机构，所述分离机构用于搭载以及弹射所述搭载卫星；所述多星分离适配器的内部安装所述载荷。
[0015]本专利技术还提供了一种航天运载器，包括上述任一项所述的多功能上面级构型。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的多功能上面级构型包括动力舱，动力舱包括承力筒、底板、中板、贮箱和撑杆组件，承力筒呈锥形，中板和底板相对地设于承力筒的轴向方向的两端，以使承力筒支撑于底板和中板之间，且底板位于承力筒的大径端，中板位于承力筒的小径端。贮箱为球状贮箱，贮箱位于承力筒的外侧，且贮箱的数量为多个，多个贮箱以承力筒的轴线为轴线环绕承力筒呈圆周均匀间隔分布。撑杆组件也支撑于底板和中板之间，且撑杆组件的数量为多个，多个撑杆组件均设置于撑杆组件的外侧，且多个撑杆组件以承力筒的轴线为轴线环绕承力筒呈圆周均匀间隔分布。对于任一撑杆组件，其第一端靠近承力筒的根部设置并连接于底板上，第二端连接于底板上，且其第二端在朝向中板延伸的同时也朝远离承力筒的方向倾斜，使每个撑杆组件均是相对承力筒的轴向倾斜地支撑于底板和中板之间。
[0017]因此，本申请的多功能上面级构型，通过将承力筒设置为锥形，使承力筒由底板至中板方向的逐渐收缩，从而在一定程度上减小承力筒的尺寸，为贮箱的安装留出充足的空间，使有限的空间内能够在承力筒的外侧布置多个大型球状贮箱；同时通过在承力筒的外侧布置多个撑杆组件，对锥形的承力筒在强度以及横向刚度和纵向刚度上的不足进行弥补，保证了构型整体结构的强度以及横向和纵向刚度。
[0018]本专利技术还提供了一种航天运载器，包括所述的多功能上面级构型，因而所述航天运载器也具有多功能上面级构型的有益效果。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体
实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术实施例提供的多功能上面级构型的整体结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的多功能上面级构型隐去周侧围板后的爆炸图；图3为本专利技术实施例提供的多功能上面级构型的周侧围板的不等边八边形的结构示意图。
[0021]附图标记：1
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动力舱，11
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底板，12
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中板，13
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顶板，14
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承力筒，15
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贮箱，16
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撑杆组件，17
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气瓶，18
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主发动机，19
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支撑框架；2
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多功能服务舱，21
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锥形舱盖，22
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单机；3
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载荷舱段，31
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多星分离适配器，32
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搭载卫星，33
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载荷。
具体实施方式
[0022]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0023]通常在此处附图中描述和显示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能上面级构型，其特征在于，包括动力舱，所述动力舱包括底板、中板、承力筒、撑杆组件和贮箱；所述承力筒为锥形承力筒，所述底板和所述中板相对地设置于所述承力筒的轴向方向的两端，且所述中板位于所述承力筒的小径端；所述贮箱为球状贮箱，所述贮箱的数量为多个，多个所述贮箱环绕所述承力筒的小径端呈圆周间隔分布并分别固定于所述中板上；所述撑杆组件的一端与所述底板相连接，所述撑杆组件的另一端朝远离所述承力筒的方向倾斜并与所述中板相连接；所述撑杆组件的数量为多个，多个所述撑杆组件环绕所述承力筒呈圆周间隔分布。2.根据权利要求1所述的多功能上面级构型，其特征在于，每个所述撑杆组件均包括第一撑杆和第二撑杆；所述第一撑杆和所述第二撑杆的第一端分别铰接于所述底板上并间隔预定的距离，所述第一撑杆和所述第二撑杆的第二端分别铰接于所述中板上，且所述第一撑杆和所述第二撑杆的第二端在朝远离所述承力筒的方向倾斜的同时也朝向靠近彼此的方向倾斜。3.根据权利要求2所述的多功能上面级构型，其特征在于，所述动力舱还包括气瓶，所述气瓶位于所述底板和所述中板之间并固定于所述底板上；所述气瓶位于所述撑杆组件的第一撑杆和所述第二撑杆之间；至少一个所述撑杆组件之间设有所述气瓶。4.根据权利要求1所述的多功能上面级构型，其特征在于，所述动力舱还包括主发动机；所述主发动机位于...

【专利技术属性】
技术研发人员：范忠华，牛旼，谢海军，胡向柏，
申请(专利权)人：北京未来宇航空间科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：