一体化超低轨星座运载平台制造技术

一体化超低轨星座运载平台，包括进气舱段、中间舱段以及尾部舱段，所述进气舱段内包括进气道，中间舱段内包括射频电离室、电控固体推进器储舱和卫星储舱，尾部舱段内包括磁喷加速管、推进剂补充机构以及电控固体火箭上面级，进气道、射频电离室以及磁喷加速管联通组成运载平台吸气式电推进系统。卫星在发射通道内与相应的电控固体火箭上面级进行连接。卫星运送入轨组网阶段，搭载卫星的电控固体火箭上面级出舱，电控固体火箭上面级采用电控固体推进剂作为推进工质，可重复点火启动，待到达目标轨道后，卫星脱离电控固体火箭上面级并自行展开组网，电控固体火箭上面级则依靠剩余的燃料返回运载平台进行燃料补充，准备开始下一次卫星运送任务。卫星运送任务。卫星运送任务。

【技术实现步骤摘要】
一体化超低轨星座运载平台


[0001]本专利技术主要涉及到星座运载平台设计
，尤其是一种一体化超低轨星座运载平台。

技术介绍

[0002]随着航天技术的不断发展和航天产业规模的日益扩大，卫星互联网建设已被纳入新基建范围，低轨卫星星座建设进入快速发展阶段。低轨卫星星座需要成千上万颗卫星组网才能提供稳定高速的天基通信服务，卫星的发射成本通常占据其成本的一半以上，传统的卫星发射方式难以满足商业航天低成本的运营要求，因此星座的建设迫切需要发展新型低成本的航天发射技术，其中的主要技术路线包括火箭回收复用技术和一箭多星技术。
[0003]目前的卫星发射入轨方式都是依靠运载火箭从地面升空直接将卫星送入预定工作轨道，由于火箭的运力有限，一箭多星技术也难以实现较大的突破，而且火箭发射任务的准备周期过长，难以满足成千上万颗卫星快速发射入轨的目标。

技术实现思路

[0004]目前的卫星发射技术距离低成本、高密度、短周期的目标仍有较大差距，针对这一现状，本专利技术提出一种一体化超低轨星座运载平台。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一体化超低轨星座运载平台，包括进气舱段、中间舱段以及尾部舱段；
[0007]所述进气舱段内包括进气道，所述进气道用于摄取外界超低轨道稀薄大气；
[0008]所述中间舱段内包括射频电离室、电控固体推进器储舱和卫星储舱，所述射频电离室位于中间舱段的中轴线上，所述进气道为射频电离室提供气体来源；所述射频电离室的外围分布有多个电控固体推进剂储舱，各电控固体推进剂储舱内设置有供应机构，供应机构用于将电控固体推进剂储舱内的电控固体推进器推送至电控固体推进剂储舱的出口端；多个卫星储舱设置在中间舱段内的最外围，多个卫星填装在所述卫星储舱中；
[0009]所述尾部舱段内包括磁喷加速管、推进剂补充机构以及电控固体火箭上面级，所述射频电离室的出口与所述磁喷加速管的入口联通，多个电控固体火箭上面级环布在所述磁喷加速管的外围，且卫星储舱与电控固体火箭上面级一一对应；所述电控固体火箭上面级设置有电控固体推进剂补充窗口；所述电控固体推进剂储舱的出口端设置在所述尾部舱段内，所述电控固体推进剂储舱的出口端对应所述推进剂补充机构。
[0010]进一步地，本专利技术所述进气舱段、中间舱段以及尾部舱段依次对接成一个多边形柱状结构的运载平台。
[0011]进一步地，本专利技术所述运载平台的外壳表面分布有太阳能电池板，运载平台的侧边设有流线型的扰流板。
[0012]进一步地，本专利技术所述进气道的出口端连接有气体储存及流量分配装置，来自进气道的气体经所述气体储存及流量分配装置供应给射频电离室，用于平台的轨道维持；来
自进气道的气体在确保平台轨道维持正常的前提下如有剩余，剩余的气体则储存在气体储存及流量分配装置中的气室内，用于提供轨道提升时所需的额外冲量。
[0013]进一步地，本专利技术所述进气道的进气口位于所述进气舱段的前端，外界气体经进气口进入进气道。
[0014]进一步地，本专利技术所述进气口中的一系列进气孔呈蜂窝状排布；所述进气道为抛物线型截面渐缩式结构，所述进气道内壁涂有镀铝反射材料。
[0015]进一步地，本专利技术所述进气道外侧与所述进气舱段外壳之间的空间用作所述运载平台的电源系统、控制系统或/和各类星载传感器的安装空间。
[0016]进一步地，本专利技术各卫星储舱均为可展开结构，卫星储舱在装填卫星的情况下，卫星储舱则会向外展开，多个卫星采用堆叠式存放方式填装在所述卫星储段内。
[0017]进一步地，本专利技术各卫星均设有可展开结构的太阳能电池板，在卫星发射入轨后，折叠在卫星本体外侧面的太阳能电池板将会旋转展开为卫星本体提供电能。
[0018]进一步地，本专利技术所述电控固体火箭上面级包括燃料舱、电极、燃烧室以及尾喷管，电控固体推进剂置于所述燃料舱，所述燃料舱底部设置有推进剂推送机构，通过推进剂推送机构将所述电控固体推进剂的前端面送至电极所在的位置处燃烧，所述电极结构的另一侧为燃烧室，所述燃烧室的出口联通收缩喷管；
[0019]所述电控固体火箭上面级中的电极采用固定电极式交错电极结构，所述电极包括第一电极和第二电极，所述第一电极具有一系列平行等距排列的正电极，所述第二电极具有与正电极数目相同的且彼此平行等距排列的负电极，所述第一电极和第二电极相对设置在同一平面上且第一电极的各正电极和第二电极的各负电极彼此交错相间分布，且相邻电极间的间距固定不变；
[0020]所述燃料舱一侧设有可打开的电控固体推进剂补充窗口，当所述电控固体火箭上面级中电控固体推进剂消耗完后，打开所述电控固体推进剂补充窗口，所述推进剂补充机构能够将所述电控固体推进剂储舱的出口端的电控固体推进剂经所述电控固体推进剂补充窗口推送至所述电控固体火箭上面级的燃料舱中，实现所述电控固体火箭上面级中电控固体推进剂的补充。
[0021]本专利技术具有的有益技术效果是：
[0022](1)卫星发射成本低。运载平台的超低工作轨道可以大幅降低卫星输运的载荷压力和技术难度，从而降低整体发射成本；吸气式推进系统可获取超低轨道稀薄大气作为推力补偿和轨道提升的工质，上面级运载火箭采用结构简单成本低的固体推进系统。
[0023](2)卫星发射密度高。运载平台一次性可装载大量卫星，上面级运载火箭一次可将多颗卫星送入预定轨道。
[0024](3)卫星发射周期短。运载平台内的卫星发射完毕后可快速回到超低轨装载轨道进行卫星装填，上面级运载火箭完成任务后也可快速回到平台补充推进剂。
[0025]本专利技术设计了一种工作在地球超低轨道的星座运载平台，航天运载器只需将卫星运送至该运载平台，由于该轨道高度极低，因此可一次性运送更多的卫星，同时便于快速开始下一次运送任务。本专利技术中的运载平台可依靠自身的吸气式电推进系统实现在轨推力补偿和一定的轨道提升，最后携带的电控固体火箭上面级将卫星分批次运送到星座的工作轨道，可实现星座组网低成本、高密度、短周期的目标。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
[0027]图1是一实施例其一个视角的整体外观结构示意图；
[0028]图2是图1所示实施例另一个视角的整体外观结构示意图；
[0029]图3是图1所示实施例的一侧视图；
[0030]图4是图3的剖视图；
[0031]图5是一实施例中的卫星储舱展开后的示意图；
[0032]图6是图5的侧视图；
[0033]图7是一实施例中的电控固体火箭上面级的结构示意图；
[0034]图8是图7所示电控固体火箭上面级的结构示意图(电控固体推进剂补充窗口打开时)；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一体化超低轨星座运载平台，其特征在于，包括进气舱段、中间舱段以及尾部舱段；所述进气舱段内包括进气道，所述进气道用于摄取外界超低轨道稀薄大气；所述中间舱段内包括射频电离室、电控固体推进器储舱和卫星储舱，所述射频电离室位于中间舱段的中轴线上，所述进气道为射频电离室提供气体来源；所述射频电离室的外围分布有多个电控固体推进剂储舱，各电控固体推进剂储舱内设置有供应机构，供应机构用于将电控固体推进剂储舱内的电控固体推进器推送至电控固体推进剂储舱的出口端；多个卫星储舱设置在中间舱段内的最外围，多个卫星填装在所述卫星储舱中；所述尾部舱段内包括磁喷加速管、推进剂补充机构以及电控固体火箭上面级，所述射频电离室的出口与所述磁喷加速管的入口联通，多个电控固体火箭上面级环布在所述磁喷加速管的外围，且卫星储舱与电控固体火箭上面级一一对应；所述电控固体火箭上面级设置有电控固体推进剂补充窗口；所述电控固体推进剂储舱的出口端设置在所述尾部舱段内，所述电控固体推进剂储舱的出口端对应所述推进剂补充机构。2.根据权利要求1所述的一体化超低轨星座运载平台，其特征在于，所述进气舱段、中间舱段以及尾部舱段依次对接成一个多边形柱状结构的运载平台。3.根据权利要求2所述的一体化超低轨星座运载平台，其特征在于，所述运载平台的外壳表面分布有太阳能电池板，运载平台的侧边设有流线型的扰流板。4.根据权利要求1或2或3所述的一体化超低轨星座运载平台，其特征在于，所述进气道的出口端连接有气体储存及流量分配装置，来自进气道的气体经所述气体储存及流量分配装置供应给射频电离室，用于平台的轨道维持；来自进气道的气体在确保平台轨道维持正常的前提下如有剩余，剩余的气体则储存在气体储存及流量分配装置中的气室内，用于提供轨道提升时所需的额外冲量。5.根据权利要求4所述的一体化超低轨星座运载平台，其特征在于，所述进气道的进气口位于所述进气舱段的前端，外界气体经进气口进入进气道。6.根据权利要求5所述的一体化超低轨星座运载...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡泽君，何志成，吴建军，张宇，郑鹏，钟宇轩，彭琴惠，车碧轩，李健，欧阳，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：