一種皮納衛(wèi)星模擬分離裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航空飛行器模擬分離技術(shù)，特別涉及一種皮納衛(wèi)星模擬分離裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著微小衛(wèi)星及航天技術(shù)的發(fā)展，微小衛(wèi)星星箭分離方式、分離裝置種類變得多樣，但目前適合小衛(wèi)星模擬空間分離的試驗系統(tǒng)種類少，裝置復(fù)雜，試驗成本高且參數(shù)測量精度有限。因而微小衛(wèi)星(皮衛(wèi)星、納衛(wèi)星)分離試驗技術(shù)的研究逐漸為人們所關(guān)注。衛(wèi)星發(fā)射前充分的模擬分離試驗，可以考察分離系統(tǒng)的性能和分離可靠性，尤其是對于快速吸納新技術(shù)的現(xiàn)代小衛(wèi)星?，F(xiàn)代小衛(wèi)星的分離方式、分離裝置種類多樣，很多未進行過在軌飛行驗證，因此開展充分地面分離試驗是極其必要的。
[0003]無論是傳統(tǒng)大衛(wèi)星還是現(xiàn)代小衛(wèi)星，發(fā)射前一般都需要開展分離試驗，而目前可供小衛(wèi)星模擬空間分離的試驗系統(tǒng)種類少，裝置復(fù)雜，成本高且參數(shù)測量精度有限，很大程度上制約了小衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展。國內(nèi)外更多的是進行衛(wèi)星分離的理論研究，付碧紅等以分離條件惡劣的搭載星為對象，對其分離過程進行研究，給出了各種干擾因素共同作用的擾動力矩。譚雪峰等采用ADAMS軟件平臺對星箭解鎖分離動力學(xué)進行數(shù)值模擬，考察了爆炸螺栓沖擊、限位彈簧剛度、包帶預(yù)緊力等對包帶包絡(luò)的影響。姚世東考慮了衛(wèi)星貯箱推進劑晃動這一擾動因素，分析了推進劑晃動質(zhì)量對分離姿態(tài)的影響。沈曉鳳等針對小衛(wèi)星偏心分離問題，基于多體動力學(xué)理論對小衛(wèi)星分離動力學(xué)進行了仿真分析。Singaravelu等構(gòu)造了星箭分離階段簡單的橫向和縱向動力學(xué)方程，并采用Taguchi方法對分離的安全性和可靠性做出了預(yù)示。Jeyakumar等描述了星箭分離過程的坐標轉(zhuǎn)換和運動方程，并通過Runge-Kutta法得到了 12自由度分離體的非線性常微分方程數(shù)值解。Roshanian等采用Monte Carlo Simulat1n(MCS)的方法，分析了由于分離裝置擾動因素而引起分離體發(fā)生碰撞的風(fēng)險。
[0004]模擬分離試驗一般要模擬目標體的接口，對試驗對象施加相應(yīng)的預(yù)緊力，保證裝置的試驗狀態(tài)與真實狀態(tài)盡可能一致，有時還需要模擬空間溫度變化和高真空環(huán)境。在盡可能模擬真實邊界條件下進行分離性能試驗，同時對可能產(chǎn)生的碎片采取保護措施。根據(jù)GJB2205-1994，對于分離性能的驗證，一般有兩種方法:擺式法和自由落體法。擺式法模擬分離試驗可以考核衛(wèi)星分離裝置工作是否協(xié)調(diào)和可靠，測量分離參數(shù)和沖擊響應(yīng)，并檢驗衛(wèi)星承受沖擊環(huán)境的能力，G.D.PALMER等開展了一系列雙擺分離試驗。自由落體法的試驗?zāi)康呐c擺式法類似，可以很好地驗證衛(wèi)星分離方案的合理性和分離參數(shù)的優(yōu)劣，日本東京工業(yè)大學(xué)為驗證小衛(wèi)星分離裝置的性能，開展了小衛(wèi)星自由落下試驗，神七伴飛小衛(wèi)星的分離試驗驗證，也采用了這種自由落體法。
[0005]雖然采用上述的擺式法和自由落體法的模擬分離方法可以進行有效的模擬，但是往往存在模擬設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，試驗操作難度大等缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明公開了一種皮納衛(wèi)星模擬分離裝置，結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，運行可靠，能適應(yīng)高低溫環(huán)境，可以有效模擬衛(wèi)星的分離，研制成本低。
[0007]—種皮納衛(wèi)星模擬分離裝置，包括支撐架，水平安裝在所述支撐架上的滑軌，與滑軌配合的滑座，一端與滑座固定連接的掛繩以及位于滑軌下方且與衛(wèi)星的分離底板固定連接的固定工裝，所述掛繩的另一端與衛(wèi)星固定連接并通過滑座的滑動帶動衛(wèi)星與安裝在所述固定工裝上的分離底板沿水平方向分離。
[0008]本發(fā)明裝置安裝時，滑軌固定在支撐架上，將帶有分離底板的衛(wèi)星固定在衛(wèi)星固定工裝上，用掛繩將衛(wèi)星相連，衛(wèi)星與分離底板之間解鎖后，滑座驅(qū)動拉繩帶著衛(wèi)星沿著滑軌移動，實現(xiàn)衛(wèi)星的模擬分離。
[0009]固定工裝水平固定衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)很多，可以根據(jù)分離底板的結(jié)構(gòu)進行選擇。
[0010]本發(fā)明裝置采用水平移動衛(wèi)星的方法來模擬星箭分離，過程簡單、容易操控，裝置整體便于制造和安裝，使用方便，制造成本低。
[0011]為了穩(wěn)定安裝滑軌，優(yōu)選的，所述支撐架設(shè)有兩個，所述滑軌的兩端分別固定在兩個支撐架的頂端。
[0012]進一步優(yōu)選的，每個支撐架包括:底座、固定在底座上的支撐桿以及兩根傾斜布置在支撐桿兩側(cè)的鎖緊拉桿，所述鎖緊拉桿的一端連接底座、另一端與支撐桿連接滑軌的一端連接。所述鎖緊拉桿的設(shè)置可以有效提高支撐架的強度，提高滑軌和滑座配合的穩(wěn)定性。
[0013]每根鎖緊拉桿包括:設(shè)置在兩端的拉桿吊環(huán)，兩節(jié)分別連接拉桿吊環(huán)的拉桿以及連接兩拉桿的鎖緊桿，所述鎖緊桿用于調(diào)節(jié)鎖緊拉桿的松緊。
[0014]為了便于調(diào)節(jié)支撐架的高度，優(yōu)選的，所述支撐桿包括上支撐桿、下支撐桿以及連接上支撐桿和下支撐桿的連接桿。當(dāng)需要較高的支撐架時，則使用連接桿連接上支撐桿和下支撐桿，也可以去掉連接桿，將兩個支撐桿重疊安裝以縮短支撐架的高度。
[0015]為了進一步加強支撐架的支撐強度，同時方便調(diào)節(jié)支撐架的高度，優(yōu)選的，所述支撐桿還包括固定在上支撐桿頂端的加高座，所述滑軌的一端固定在加高座頂面的中間?？梢匀サ艏痈咦壍膬啥酥苯庸潭ㄔ跅U體的頂端，縮短支撐架的高度。
[0016]上述結(jié)構(gòu)安裝時，先將下支撐桿固定在底座上，然后通過連接桿將上支撐桿和下支撐桿相連，將加高座固定在上支撐桿的頂端，將拉桿吊環(huán)分別固定在上支撐桿和底座上，用拉桿和鎖緊桿將支撐桿和底座連接來加固結(jié)構(gòu)。
[0017]為了提高支撐架的支撐強度，優(yōu)選的，所述支撐桿還包括固定在上支撐桿頂端的橫向支撐桿，所述橫向支撐桿的兩側(cè)分別與兩根鎖緊拉桿連接，兩鎖緊拉桿、支撐桿以及底座連接形成的等腰梯形的上底邊和下底邊之比為1:5?1:3。比例太小，穩(wěn)定性降低，比例太大，鎖緊拉桿的拉緊力調(diào)整容易影響支撐架的平衡。
[0018]為了方便安裝，減小滑座的滑動阻力，優(yōu)選的，所述滑座包括位于滑軌上方的滾軸，安裝在滾軸上且與滑軌頂面滾動配合的軸承以及位于滑軌的下方且連接滾軸的兩端用于固定掛繩的拉環(huán)。當(dāng)拉繩帶動衛(wèi)星移動時，上述結(jié)構(gòu)中，軸承在滑軌上滾動，減小摩擦力，拉環(huán)用于連接拉繩，可以是半圓環(huán)結(jié)構(gòu)，此時半圓環(huán)的兩端對應(yīng)連接滾軸的兩端形成供滑軌通過的避讓孔。
[0019]為了方便安裝，所述滾軸自中間斷開形成第一滾軸和第二滾軸，所述第一滾軸和第二滾軸的斷開端分別安裝有所述軸承。軸承可以在斷開處安裝，安裝更方便。
[0020]為了使滑座穩(wěn)定移動，優(yōu)選的，第一滾軸和第二滾軸的中心軸相交。上述結(jié)構(gòu)使滑座不易晃動，穩(wěn)定帶動衛(wèi)星移動。
[0021]為了保持滑座穩(wěn)定移動，進一步優(yōu)選的，第一滾軸和第二滾軸的中心軸相交形成的夾角大小為120?160°。
[0022]為了減小滑軌與滑座之間的摩擦力，同時降低裝配要求，優(yōu)選的，所述軌道與