一种固体运载火箭留轨末级设计方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种固体运载火箭留轨末级设计方法及装置。通过获取留轨的试验载荷的空间试验要求；根据空间试验要求，确定试验载荷的安装位置；将固体运载火箭的末级作为试验载荷的搭载平台，末级与主卫星脱离后，末级的剩余推进剂为末级以及试验载荷留轨运行时提供能量。如此，可在主卫星与末级分离后，继续留轨搭载小卫星能够开展空间试验，从而提供更多空间试验机会，大大降低小卫星的试验成本，提高运载火箭末级的利用率。载火箭末级的利用率。载火箭末级的利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种固体运载火箭留轨末级设计方法及装置


[0001]本专利技术涉及运载火箭
，尤其涉及一种固体运载火箭留轨末级设计方法及装置。

技术介绍

[0002]目前，卫星发射任务密度较高。卫星大都需要借助运载火箭发射进入轨道。在火箭入轨后，运载火箭的末级实施星箭分离动作，当主卫星与末级距离满足安全性要求时，末级实施离轨钝化，成为太空垃圾。当末级实施离轨钝化时，一般还剩有部分推进剂，且末级本身具备调姿、遥测、轨道机动功能。而一些小卫星单独发射成本较高。
[0003]因此，如何降低小卫星的试验成本是我们目前需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种固体运载火箭留轨末级设计方法及装置。可在主卫星与末级分离后，继续留轨搭载小卫星能够开展空间试验。从而提供更多空间试验机会，大大降低小卫星的试验成本。
[0005]依据本专利技术的第一个方面，提供了一种固体运载火箭留轨末级设计方法，末级上搭载有主卫星以及试验载荷，在所述主卫星与所述末级脱离后，所述试验载荷搭载所述末级留轨运行；该方法包括：
[0006]获取留轨的试验载荷的空间试验要求；
[0007]根据空间试验要求，确定试验载荷的安装位置；
[0008]将固体运载火箭的末级作为试验载荷的搭载平台，末级与主卫星脱离后，末级的剩余推进剂为末级以及试验载荷留轨运行时提供能量。
[0009]可选的，根据空间试验要求，确定试验载荷的安装位置，包括：
[0010]若试验载荷的空间试验要求为空间环境要求，则将试验载荷装设在末级的推进控制舱中。
[0011]可选的，在末级头部适配结构上装设空间碎片捕捞装置，空间碎片捕捞装置用于捕捞轨道上的碎片；在试验载荷完成空间试验后，末级剩余的推进剂将末级离轨并进入大气层烧毁。
[0012]可选的，根据空间试验要求，确定试验载荷的安装位置，包括：
[0013]若试验载荷的空间试验要求为空间环境要求，则将末级头部用于搭载主卫星的适配结构进行空心化处理，将试验载荷装设在适配结构空心处。
[0014]可选的，根据空间试验要求，确定试验载荷的安装位置，包括：
[0015]若试验载荷的空间试验要求为空间探测要求，则将试验载荷装设在末级与适配结构之间，适配结构外围搭载有至少一个主卫星，主卫星与末级脱离时，适配结构与末级脱离。
[0016]可选的，末级内设有轨控发动机、姿控发动机、中心计算机、电池以及惯组，其中，
轨控发动机位于火箭末级尾部，在星箭分离前，为火箭提供动力保证其入轨；星箭分离后，为留轨载荷提供变轨动力。姿控发动机位于轨控发动机附近、尾端的环面上，推力方向与火箭运动方向垂直，用于改变箭体姿态。末级柱段内安装有一块圆板，中心计算机、电池、惯组安装于圆板上面。中心计算机内写有飞行控制算法，控制全箭飞行过程；惯组为火箭提供当前姿态角速度和轴向加速度，为飞行控制算法提供数据。
[0017]可选的，末级上还设与所述中心计算机连接的有星敏和/或太敏；太敏和星敏装置均可安装于末级柱段表面，太阳能光板后面，目的是修正末级长时间运行，导致惯组超出使用工况，进而引起的姿态漂移。
[0018]末级还装设有地面遥测系统，地面遥测系统与地面基站双向通讯。
[0019]另外，末级的外表面还装设有太阳能光板，太阳能电池板位于末级柱段部分，主卫星与末级分离前太阳能光板不展开，收拢在末级柱段；主卫星与末级分离后太阳能光板展开，为末级的中心计算机、电池、惯组、太敏和星敏等装置供电。
[0020]依据本专利技术的第二个方面，提供一种固体运载火箭留轨末级设计装置，末级上搭载主卫星以及试验载荷，在主卫星与末级脱离后，试验载荷搭载末级留轨运行；装置包括：
[0021]获取模块，用于获取留轨的试验载荷的空间试验要求；
[0022]安装位置模块，用于根据空间试验要求，确定试验载荷的安装位置；
[0023]运行模块，用于将固体运载火箭的末级作为试验载荷的搭载平台，末级与主卫星脱离后，末级的剩余推进剂为末级以及试验载荷留轨运行时提供能量。
[0024]依据本专利技术的第三个方面，提供了一种固体运载火箭，其应用前述的固体运载火箭留轨末级设计方法。
[0025]本说明书实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果：
[0026]本说明书实施例提供的一种固体运载火箭留轨末级设计方法及装置。通过获取留轨的试验载荷的空间试验要求；根据空间试验要求，确定试验载荷的安装位置；将固体运载火箭的末级作为试验载荷的搭载平台，末级与主卫星脱离后，末级的剩余推进剂为末级以及试验载荷留轨运行时提供能量。如此，可在主卫星与末级分离后，继续留轨搭载小卫星能够开展空间试验，从而提供更多空间试验机会，大大降低小卫星的试验成本，提高运载火箭末级的利用率。
[0027]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
附图说明
[0028]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考图形表示相同的部件。
[0029]在附图中：
[0030]图1示出了本专利技术实施例中的一种固体运载火箭留轨末级设计方法的流程图。
[0031]图2示出了本专利技术实施例中的一种固体运载火箭留轨末级设计装置的方框示意图。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中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。通常在此处附图中描述和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。
[0033]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0035]在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0036]结合图1所示，该固体运载火箭留本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固体运载火箭留轨末级设计方法，其特征在于，末级上搭载有主卫星以及试验载荷，在所述主卫星与所述末级脱离后，所述试验载荷搭载所述末级留轨运行；所述方法包括：获取留轨的试验载荷的空间试验要求；根据所述空间试验要求，确定试验载荷的安装位置；将所述固体运载火箭的末级作为试验载荷的搭载平台，所述末级与所述主卫星脱离后，所述末级的剩余推进剂为所述末级以及所述试验载荷留轨运行时提供能量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述空间试验要求，确定试验载荷的安装位置，包括：若所述试验载荷的空间试验要求为空间环境要求，则将所述试验载荷装设在末级的推进控制舱中。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述空间试验要求，确定试验载荷的安装位置，包括：若所述试验载荷的空间试验要求为空间环境要求，则将末级头部用于搭载主卫星的适配结构进行空心化处理，将所述试验载荷装设在所述适配结构空心处。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述空间试验要求，确定试验载荷的安装位置，包括：若所述试验载荷的空间试验要求为空间探测要求，则将所述试验载荷装设在所述末级与适配结构之间，所述适配结构外围搭载有至少一个主卫星，所述主卫星与所述末级脱离时，所述适配结构与所述末级脱离。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述末级上设有轨控发动机、姿控发动机、中心计算机、电池以及惯组；其中，所述轨控发动机位于末级的尾部，在所述主卫星与所述末级脱离前，为火箭提供入轨动力；在所述主卫星与所述末级脱离后，为留...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡智珲，姜航，李钧，陈辰，曹晋，金睿，李鑫，冯刚，尹仕卿，孙小东，张旭，朱佩婕，可钊，李军峰，彭焱，
申请(专利权)人：航天科工火箭技术有限公司，
类型：发明
国别省市：