一種可在軌展開的模塊化航天器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種可在軌展開的模塊化航天器，特別適用于具有快速響應(yīng)需求的低 軌中小型衛(wèi)星等航天器應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著空間科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，航天器逐漸呈現(xiàn)功能多樣化，結(jié)構(gòu)復(fù)雜化的趨勢。 由于運載火箭承載能力和整流罩可用包絡(luò)空間的約束，航天器設(shè)計時需要重點考慮結(jié)構(gòu)尺 寸和復(fù)雜性程度等因素。傳統(tǒng)的航天器結(jié)構(gòu)設(shè)計具有W下不足：（1)航天器結(jié)構(gòu)設(shè)計一般 是滿足用戶的特定任務(wù)需求，結(jié)構(gòu)形式比較單一，靈活性較差；（2)對運載火箭整流罩可用 空間的利用率有待提高；（3)航天器結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，通用性和擴展性較差，航天器設(shè)計、制 造、裝配和測試需要消耗大量的時間和經(jīng)濟成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，基于W上問題，提出一種支持在 軌展開的模塊化航天器，發(fā)射前將若干功能模塊采用可靠的連接機構(gòu)進行堆找連接，發(fā)射 入軌后展開至指定構(gòu)型，W滿足任務(wù)需要。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種可在軌展開的模塊化航天器，包括母模塊、至少兩個子 模塊、較鏈展開裝置、鎖定裝置和壓緊釋放裝置；所述母模塊為橫截面為正八邊形的盒形結(jié) 構(gòu)；所述兩個子模塊的橫截面是沿著母模塊正八邊形相對兩條邊的中垂線切開的六邊形， 除最長邊外的其余邊與母模塊重合，均為盒形結(jié)構(gòu)；航天器處于收猶狀態(tài)時，所述兩個子模 塊并排堆疊在母模塊上方，母模塊開口向上，兩個子模塊開口向下，保證兩個子模塊外輪廓 與母模塊正八邊形外輪廓重合；在母模塊外輪廓相對的兩條邊上，位于模塊間分界面處對 稱安裝兩對較鏈展開裝置，將兩個子模塊與母模塊相連；在較鏈展開裝置安裝的同一平面 內(nèi)，位于所述兩個子模塊與母模塊上距模塊間分界面相等距離位置安裝鎖定裝置，實現(xiàn)在 軌展開后子模塊與母模塊鎖定；在母模塊上與上述安裝較鏈展開裝置兩條邊正交的另外兩 條邊上，位于模塊間分界面位置安裝壓緊釋放裝置，將所述兩個子模塊與母模塊壓緊。
[0005] 當(dāng)根據(jù)需要再增加兩個子模塊時，將后續(xù)增加的兩個子模塊開口向上并排堆疊在 先前兩個子模塊的上方，保證后增加的兩個子模塊的外輪廓與先前兩個子模塊重合；在前 先兩個子模塊外輪廓長邊上，位于模塊間的界面位置對稱安裝兩對較鏈展開裝置，將后增 加的一個子模塊與先前的一個子模塊，后增加的另一個子模塊與先前的另一個子模塊相 連；在較鏈展開裝置安裝的同一平面內(nèi)，位于后增加的一個子模塊與先前的一個子模塊，后 增加的另一個子模塊與先前的另一個子模塊上距模塊間分界面相等距離位置安裝鎖定裝 置，實現(xiàn)在軌展開后，后增加的子模塊與先前兩個子模塊鎖定；在先前兩個子模塊上，與上 述安裝較鏈展開裝置兩條長邊相對的另外兩條短邊上，位于模塊間分界面位置安裝壓緊釋 放裝置，將后增加的一個子模塊與先前一個子模塊，后增加的另一個子模塊與先前另一個 子模塊壓緊；當(dāng)需要再增加兩個子模塊或多個子模塊時，將兩個子模塊作為一層，W所述先 前兩個子模塊作為第一層，后增加的兩個子模塊作為第二層，如果再增加子模塊位于奇數(shù) 層，增加的部件及連接關(guān)系與先前兩個子模塊相同，如果再增加子模塊位于偶數(shù)層，增加的 部件及連接關(guān)系與后增加的兩個子模塊相同，直至滿足多個子模塊的設(shè)計需要。
[0006] 所述母模塊包括對接環(huán)、母底板、8塊相同的母側(cè)板、長隔板、兩塊相同的短隔板； 所述母底板為正八邊形結(jié)構(gòu)板，其中屯、與對接環(huán)中屯、重合，安裝在對接環(huán)上方；所述8塊母 側(cè)板均為矩形結(jié)構(gòu)板，短邊首尾相連圍成一個與母底板外輪廓重合的正八邊形側(cè)板組，該 側(cè)板組與母底板上邊沿相連，形成一個開口的正八邊形盒形結(jié)構(gòu)；所述長隔板、2塊短隔板 均為矩形結(jié)構(gòu)板，3塊隔板連接形成一個十字形隔板組，該隔板組與母底板上表面及2對相 對母側(cè)板的內(nèi)表面相連，將盒形結(jié)構(gòu)分為4個區(qū)域。
[0007] 所述對接環(huán)為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，采用高強度侶合金整體機加而成，為整個母模塊的安 裝基礎(chǔ)。
[0008] 所述兩個或多個子模塊結(jié)構(gòu)完全相同，每個子模塊由子底板、2塊相同的短側(cè)板、 3塊相同的中側(cè)板、1塊長側(cè)板等結(jié)構(gòu)板組成；所述子底板為沿母底板相對兩條邊的中垂線 切開的六邊形結(jié)構(gòu)，為整個子模塊的安裝基礎(chǔ)；所述短側(cè)板、中側(cè)板、長側(cè)板共6塊板均為 矩形結(jié)構(gòu)板，6塊板有一條矩形邊長度相同，其首尾相連圍成一個與子底板邊沿重合的六邊 形側(cè)板組，該側(cè)板組與子底板的上邊沿相連，形成一個開口的六邊形盒形結(jié)構(gòu)。
[0009] 所述的母模塊和子模塊均采用侶蒙皮蜂窩板構(gòu)成的板架式結(jié)構(gòu)，可根據(jù)需求靈活 調(diào)整外形尺寸。
[0010] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比優(yōu)點在于：
[0011] (1)本發(fā)明的航天器采用高度模塊化設(shè)計，結(jié)構(gòu)配置靈活，可根據(jù)任務(wù)需求配置相 應(yīng)數(shù)量的模塊；
[0012] (2)本發(fā)明航天器采用正八邊形外形設(shè)計，發(fā)射前處于收猶狀態(tài)，對運載整流罩的 空間利用率較高，入軌展開完成后可提供相對于傳統(tǒng)航天器多幾倍的對地面安裝面積，從 而滿足更多或更大型載荷的配置需求；
[0013] (3)本發(fā)明的模塊采用侶蒙皮蜂窩板構(gòu)成的板架式結(jié)構(gòu)，可根據(jù)需求靈活調(diào)整外 形尺寸，通用性和擴展性好，制造成本低；模塊開敞性好，各模塊易于并行設(shè)計、制造、裝配 和測試，能夠有效縮短研制周期，降低成本。
【附圖說明】
[0014] 圖1為航天器收猶狀態(tài)示意圖a;
[0015] 圖2為航天器收猶狀態(tài)示意圖b(隱藏一邊子模塊）；
[0016] 圖3為航天器在軌第一次展開完成示意圖；
[0017] 圖4為航天器在軌第二次展開完成示意圖；
[001引圖5為母模塊結(jié)構(gòu)示意圖a;
[0019] 圖6為母模塊結(jié)構(gòu)示意圖b;
[0020] 圖7為子模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 具體實施實例
[0022] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0023] 如圖1、圖2所示，本發(fā)明的可在軌展開的模塊化航天器包括：母模塊1、第一子模 塊2、第二子模塊3、第=子模塊4、第四子模塊5、較鏈展開裝置6、鎖定裝置7和壓緊釋放裝 置8 ;母模塊1是整個航天器的基礎(chǔ)，是橫截面為正八邊形的盒形結(jié)構(gòu)；所述第一子模塊2、 第二子模塊3、第=子模塊4、第四子模塊5結(jié)構(gòu)相同，橫截面是沿著母模塊1正八邊形相對 兩條邊的中垂線切開的六邊形，除最長邊外的其余邊可與母模塊1重合，均為盒形結(jié)構(gòu)。發(fā) 射時航天器容納于運載整流罩內(nèi)處于收猶狀態(tài)，進入預(yù)定軌道后，航天器實現(xiàn)在軌展開。
[0024] 航天器處于收猶狀態(tài)時，第一子模塊2、第二子模塊3并排堆疊在母模塊1上方， 母模塊1開口向上，第一子模塊2、第二子模塊3開口向下，保證第一子模塊2、第二子模塊 3外輪廓與母模塊1正八邊形外輪廓重合；在母模塊1外輪廓相對的兩條邊上，位于模塊間 分界面處對稱安裝兩對較鏈展開裝置6,將第一子模塊2、第二子模塊3與母模塊1相連，較 鏈展開裝置6采用比較成熟的扭黃或電機驅(qū)動；在較鏈展開裝置6安裝的同一平面內(nèi)，位于 第一子模塊2、第二子模塊3與母模塊1上距模塊間分界面相等距離位置安裝鎖定裝置7， 實現(xiàn)在軌展開后第一子模塊2、第二子模塊3與母模塊1鎖定，鎖定裝置7設(shè)計成銷孔和銷 軸配合形式；在母模塊1上與上述安裝較鏈展開裝置6兩條邊正交的另外兩條邊上，位于模 塊間分界面位置安裝壓緊釋放裝置8,將第一子模塊2、第二子模塊3與母模塊1壓緊，壓緊 釋放裝置8采用航天器常用的低沖擊火工鎖；第=子模塊4、第四子模塊5開口向上并排堆 疊在第一子模塊2、第二子模塊3上方，保證第=子模塊4、第四子模塊5外輪廓與第一子模 塊2、第二子模塊3重合；在第一子模塊2、第二子模塊3外輪廓長邊上，位于模塊間的界面 位置對稱安裝兩對較鏈展開裝置6,將第=子模塊4與第一子模塊2、第四子模塊5與第二 子模塊3相連；在較鏈展開裝置6安裝的同一平面內(nèi)，位于第=子模塊4與第一子模塊2、第 四子模塊5與第二子模塊3上距模塊間分界面相等距離位置安裝鎖定裝置7,實現(xiàn)在軌展開 后第=子模塊4與第一子模塊2、第四子模塊5與第二子模塊3鎖定；在第一子模塊2、第二 子模塊3上與上述安裝較鏈展開裝置6兩條長邊相對的另外兩條短邊上，位于