【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于卫星发射，特别是涉及一种逐个释放卫星的一箭多星分离系统及分离方法。
技术介绍
1、近年来，随着低轨宽带互联网技术的不断发展，低轨星座系统的建设逐步成为航天领域研究焦点。这些星座往往需要上百颗，乃至数千数万颗。针对该数量级卫星的发射需求，一箭多星成为降低星座建设成本的重要途径。一箭多星可通过一发火箭将多颗卫星送入太空，显著提高了运载效率，从而降低发射成本。
2、目前，常见的一箭多星方式包括：多星分配器式和堆叠式。
3、多星分配器式为多颗卫星装到一个中心承力筒式或其他形式的多星分配器上。该方式存在以下缺陷：一、多星分配器式的中心承力筒需要承受多颗卫星的重量，具有较高的强度和刚度，体积、重量也相应较大，因此卫星可用包络和重量大大减小。二、多星分配器式每颗卫星需要有单独的解锁信号，因此对运载的电接口资源需求量大，该问题将直接限制一发火箭可携带的卫星数量。三、多星分配器式每颗卫星均需要一整套分离解锁装置，每套解锁装置中火工品的使用将提高运载成本和地面试验成本。
4、堆叠式为多颗卫星叠放布局于整流罩内，省去了体积、重量较大的多星分配器，提高了整流罩内空间利用率，但传统的堆叠式存在以下缺陷：一、采用逐个释放卫星的传统堆叠式，每颗卫星同样需要有单独的解锁信号和火工分离解锁装置，因此同样存在上述多星分配器式存在的问题二和问题三；与此同时，由于卫星之间直接堆叠，没有中心承力筒等贯穿上下的结构，解锁信号线缆很难找到布局固定位置，线缆走线难度大。二、采用一次解锁释放所有卫星的堆叠式避免了以上问题，但同一
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术旨在提出一种逐个释放卫星的一箭多星分离系统及分离方法，以解决现有一箭多星分离时容易相互碰撞等问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种逐个释放卫星的一箭多星分离系统，它包括星本体、弹簧装置、分离支座、滑轮、锁定销、凯夫拉绳、拔销器和运载适配器，所述弹簧装置包括弹簧、导向座、内套筒和外套筒，所述导向座上设置有导向柱，所述导向柱侧面开设有第一销孔，所述弹簧套在导向柱上，所述内套筒压在弹簧上表面，使导向柱穿过内套筒上的导向口，所述外套筒套装在内套筒上，所述外套筒底端与导向座相连，所述分离支座上设置有贯通的导向槽，所述分离支座侧面开设有第二销孔，所述滑轮分为结构相同的辅助滑轮和固定滑轮，所述星本体的顶面安装四个弹簧装置和两个辅助滑轮，所述星本体的底面安装四个分离支座和两个固定滑轮，所述运载适配器的顶面安装若干个弹簧装置和辅助滑轮，所述星本体按照每层设置多个，沿运载适配器轴向设置多层的形式布置，将分离支座与弹簧装置相连，使所述导向槽与导向柱插接，所述第一销孔和第二销孔位置重合，弹簧处于压紧状态，所述锁定销插入第一销孔和第二销孔中，将凯夫拉绳一端连接在星本体的一个锁定销上，另一端穿过中间的辅助滑轮，缠绕在相邻的星本体底端的固定滑轮上，将凯夫拉绳拉直，所有星本体均通过凯夫拉绳依次相连，最后一颗星本体的锁定销与拔销器相连。
3、更进一步的，同层的多颗星本体通过凯夫拉绳依次相连，同层的最后一颗星本体的锁定销与拔销器相连。
4、更进一步的，每层最后一颗星本体的侧面设置四个辅助滑轮，顶面设置两个辅助滑轮，同层最后一颗星本体的锁定销与凯夫拉绳相连后连接上一层的星本体，最上层的最后一颗星本体的锁定销与拔销器相连。
5、更进一步的，所述滑轮包括滑轮轮体、滑轮支架、转轴和转轴螺母，所述转轴先后穿过滑轮支架、滑轮轮体的安装孔后通过转轴螺母固定，所述滑轮轮体上开设有通孔，所述凯夫拉绳通过通孔固定。
6、更进一步的，所述锁定销材质为高碳钢，所述锁定销、安装孔和转轴表面涂抹二硫化钼。
7、更进一步的，所述星本体包括主框架、顶板、底板和四个侧板，所述顶板和底板分别安装在主框架的顶部和底部，所述四个侧板分别安装在主框架的侧向四周，所述星本体的两侧对称设置有展开式太阳翼。
8、更进一步的，所述展开式太阳翼上设置两个铰链和两个压紧点，所述两个铰链与星本体相连，所述两个压紧点与星本体压紧。
9、更进一步的，所述主框架包括两个框板和四个侧架，所述四个侧架的两端分别与两个框板的四角相连，所述框板和侧架安装孔背面粘贴有螺母，所述顶板、底板和四个侧板通过螺钉与螺母的配合连接在主框架上。
10、更进一步的，所述框板和侧架的材质均为碳纤维，所述框板上设有凸起的加强筋，所述侧架为l形结构，所述顶板、底板和侧板均为蜂窝板。
11、本专利技术还提供了一种逐个释放卫星的一箭多星分离系统的分离方法，具体为：向位于最上层的拔销器施加解锁信号，拔销器解除对星本体的锁定，星本体在弹簧装置的推力下，作为第一颗释放分离的星本体向上飞行；星本体向上飞行过程中，凯夫拉绳受拉力优先释放缠绕部分，当凯夫拉绳缠绕部分释放完毕，星本体继续向上飞行将凯夫拉绳末端连接的锁定销拔出，此时，后一颗星本体解锁分离释放；后一颗星本体向上分离再解锁后一颗星本体，循环往复直至所有星本体均完成解锁分离。
12、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供一种逐个释放卫星的一箭多星分离系统及分离方法，可以实现单次解锁，卫星逐个释放分离的效果，从而在减少卫星对运载电接口资源需求的前提下，避免卫星在分离过程中发生相互碰撞，同时提高同一层可布局卫星的数量，进一步提高运载效率。
13、本专利技术所述一种逐个释放卫星的一箭多星分离系统采用卫星堆叠的方式，避免了多星分配器造成的运载可用包络和重量浪费。
14、本专利技术所述一箭多星分离系统采用一次解锁逐个释放卫星的方式，避免了向单颗卫星提供单独解锁信号造成的电接口资源浪费，也避免了堆叠卫星复杂解锁信号线缆的布局难题。
15、本专利技术所述一箭多星分离系统采用一次解锁逐个释放卫星的方式，在前一颗卫星已远离卫星群后，下一颗卫星再分离解锁，避免了相邻释放的卫星在分离过程中发生碰撞。
16、本专利技术所述一箭多星分离系统整层或整个系统所有卫星解锁仅需两个解锁器，降低了大量使用火工品解锁造成的运载成本和地面试验成本。
17、本专利技术所述一箭多星分离系统各组成部分设计简单，零件尺寸小、精度要求较低，可降低加工成本，缩短加工周期。
18、本专利技术所述一箭多星分离系统可重复解锁，降低地面试验成本。各零件相互独立，可根据卫星具体需求进行二次设计和选型，装置适应性强。
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1.一种逐个释放卫星的一箭多星分离系统，其特征在于：它包括星本体(1)、弹簧装置(2)、分离支座(3)、滑轮(4)、锁定销(5)、凯夫拉绳(6)、拔销器(7)和运载适配器(8)，所述弹簧装置(2)包括弹簧(2-1)、导向座(2-2)、内套筒(2-3)和外套筒(2-4)，所述导向座(2-2)上设置有导向柱(2-2-1)，所述导向柱(2-2-1)侧面开设有第一销孔(2-2-2)，所述弹簧(2-1)套在导向柱(2-2-1)上，所述内套筒(2-3)压在弹簧(2-1)上表面，使导向柱(2-2-1)穿过内套筒(2-3)上的导向口(2-3-1)，所述外套筒(2-4)套装在内套筒(2-3)上，所述外套筒(2-4)底端与导向座(2-2)相连，所述分离支座(3)上设置有贯通的导向槽(3-1)，所述分离支座(3)侧面开设有第二销孔(3-2)，所述滑轮(4)分为结构相同的辅助滑轮和固定滑轮，所述星本体(1)的顶面安装四个弹簧装置(2)和两个辅助滑轮，所述星本体(1)的底面安装四个分离支座(3)和两个固定滑轮，所述运载适配器(8)的顶面安装若干个弹簧装置(2)和辅助滑轮，所述星本体(1)按照每层设置多个，
2.根据权利要求1所述的一种逐个释放卫星的一箭多星分离系统，其特征在于：同层的多颗星本体(1)通过凯夫拉绳(6)依次相连，同层的最后一颗星本体(1)的锁定销(5)与拔销器(7)相连。
3.根据权利要求1所述的一种逐个释放卫星的一箭多星分离系统，其特征在于：每层最后一颗星本体(1)的侧面设置四个辅助滑轮，顶面设置两个辅助滑轮，同层最后一颗星本体(1)的锁定销(5)与凯夫拉绳(6)相连后连接上一层的星本体(1)，最上层的最后一颗星本体(1)的锁定销(5)与拔销器(7)相连。
4.根据权利要求1所述的一种逐个释放卫星的一箭多星分离系统，其特征在于：所述滑轮(4)包括滑轮轮体(4-1)、滑轮支架(4-2)、转轴(4-3)和转轴螺母(4-4)，所述转轴(4-3)先后穿过滑轮支架(4-2)、滑轮轮体(4-1)的安装孔(4-1-1)后通过转轴螺母(4-4)固定，所述滑轮轮体(4-1)上开设有通孔(4-1-2)，所述凯夫拉绳(6)通过通孔(4-1-2)固定。
5.根据权利要求4所述的一种逐个释放卫星的一箭多星分离系统，其特征在于：所述锁定销(5)材质为高碳钢，所述锁定销(5)、安装孔(4-1-1)和转轴(4-3)表面涂抹二硫化钼。
6.根据权利要求1所述的一种逐个释放卫星的一箭多星分离系统，其特征在于：所述星本体(1)包括主框架(1-1)、顶板(1-2)、底板(1-3)和四个侧板(1-4)，所述顶板(1-2)和底板(1-3)分别安装在主框架(1-1)的顶部和底部，所述四个侧板(1-4)分别安装在主框架(1-1)的侧向四周，所述星本体(1)的两侧对称设置有展开式太阳翼(1-5)。
7.根据权利要求6所述的一种逐个释放卫星的一箭多星分离系统，其特征在于：所述展开式太阳翼(1-5)上设置两个铰链(1-5-1)和两个压紧点(1-5-2)，所述两个铰链(1-5-1)与星本体(1)相连，所述两个压紧点(1-5-2)与星本体(1)压紧。
8.根据权利要求6所述的一种逐个释放卫星的一箭多星分离系统，其特征在于：所述主框架(1-1)包括两个框板(1-1-1)和四个侧架(1-1-2)，所述四个侧架(1-1-2)的两端分别与两个框板(1-1-1)的四角相连，所述框板(1-1-1)和侧架(1-1-2)安装孔背面粘贴有螺母(1-1-3)，所述顶板(1-2)、底板(1-3)和四个侧板(1-4)通过螺钉与螺母(1-1-3)的配合连接在主框架(1-1)上。
9.根据权利要求8所述的一种逐个释放卫星的一箭多星分离系统，其特征在于：所述框板(1-1-1)和侧架(1-1-2)的材质均为碳纤维，所述框板(1-1-1)上设有凸起的加强筋，所述侧架(1-1-2)为L形结构，所述顶板(1-2)、底板(1-3)和侧板(1-4)均为蜂窝板。
10.一种如权利要求1所述的逐个释放卫星的...
【技术特征摘要】
1.一种逐个释放卫星的一箭多星分离系统，其特征在于：它包括星本体(1)、弹簧装置(2)、分离支座(3)、滑轮(4)、锁定销(5)、凯夫拉绳(6)、拔销器(7)和运载适配器(8)，所述弹簧装置(2)包括弹簧(2-1)、导向座(2-2)、内套筒(2-3)和外套筒(2-4)，所述导向座(2-2)上设置有导向柱(2-2-1)，所述导向柱(2-2-1)侧面开设有第一销孔(2-2-2)，所述弹簧(2-1)套在导向柱(2-2-1)上，所述内套筒(2-3)压在弹簧(2-1)上表面，使导向柱(2-2-1)穿过内套筒(2-3)上的导向口(2-3-1)，所述外套筒(2-4)套装在内套筒(2-3)上，所述外套筒(2-4)底端与导向座(2-2)相连，所述分离支座(3)上设置有贯通的导向槽(3-1)，所述分离支座(3)侧面开设有第二销孔(3-2)，所述滑轮(4)分为结构相同的辅助滑轮和固定滑轮，所述星本体(1)的顶面安装四个弹簧装置(2)和两个辅助滑轮，所述星本体(1)的底面安装四个分离支座(3)和两个固定滑轮，所述运载适配器(8)的顶面安装若干个弹簧装置(2)和辅助滑轮，所述星本体(1)按照每层设置多个，沿运载适配器(8)轴向设置多层的形式布置，将分离支座(3)与弹簧装置(2)相连，使所述导向槽(3-1)与导向柱(2-2-1)插接，所述第一销孔(2-2-2)和第二销孔(3-2)位置重合，弹簧(2-1)处于压紧状态，所述锁定销(5)插入第一销孔(2-2-2)和第二销孔(3-2)中，将凯夫拉绳(6)一端连接在星本体(1)的一个锁定销(5)上，另一端穿过中间的辅助滑轮，缠绕在相邻的星本体(1)底端的固定滑轮上，将凯夫拉绳(6)拉直，所有星本体(1)均通过凯夫拉绳(6)依次相连，最后一颗星本体(1)的锁定销(5)与拔销器(7)相连。
2.根据权利要求1所述的一种逐个释放卫星的一箭多星分离系统，其特征在于：同层的多颗星本体(1)通过凯夫拉绳(6)依次相连，同层的最后一颗星本体(1)的锁定销(5)与拔销器(7)相连。
3.根据权利要求1所述的一种逐个释放卫星的一箭多星分离系统，其特征在于：每层最后一颗星本体(1)的侧面设置四个辅助滑轮，顶面设置两个辅助滑轮，同层最后一颗星本体(1)的锁定销(5)与凯夫拉绳(6)相连后连接上一层的星本体(1)，最上层的最后一颗星本体(1)的锁定销(5)与拔销器(7)相连。
4.根据权利要求1所述的一种逐个释放卫星的一箭多星分离系统，其特征在于：所述滑轮(4)包括滑轮轮体(4-1)、滑轮支架(4-2)、转轴(4-3)和转轴螺母(4-4)，所述转轴(4-3)先后穿过滑轮支架(4-2)...
【专利技术属性】
技术研发人员：李汪洋，夏开心，
申请(专利权)人：哈尔滨工大卫星技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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