[发明专利]中空的大承载强机动航天器构型

说明书

技术领域

本发明涉及航天器总体布局和结构设计领域，尤其涉及大承载强机动航天器构型。

背景技术

为适应多种载荷的承载需求，航天器平台通常采用模块化、通用化的设计理念，在平台外部为载荷系统预留安装空间，载荷与平台通过简单接口串行连接，但是，这种平台无法满足长度长、体积大、质量大的载荷的承载需求。另外，采用中心承力筒作为主结构的航天器，其推进剂贮箱或气瓶通常布局于中心承力筒内部，推进剂携带量的拓展能力有限。

本发明提供一种中空的航天器构型，在航天器中心轴线位置预留了较大空间，使具有细长外型的大体积、大质量载荷系统能够从航天器中心位置插入平台内部与其并行连接，从而大幅度降低航天器整体高度和质心高度，并减小航天器质心横向偏差，为载荷和航天器均提供了较好的力学环境。同时，本发明提供的航天器构型通过合理的结构设计将推进系统的贮箱和气瓶布局在中心承力筒外侧，在一定程度上放开了对贮箱体积的限制，能够携带更多的推进剂，并且可以根据不同的任务需求调整贮箱的直径和长度而不影响航天器的传力路径和结构形式，具有更强的任务适应性和可拓展能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种中空的航天器构型，在航天器中心轴线位置预留较大的空间，用于安装具有细长外型的大体积、大质量载荷系统，能够有效降低航天器整体高度和质心高度，并减小航天器质心横向偏差，为载荷和航天器均提供了较好的力学环境。同时，本发明提供的构型能够安装大体积推进剂贮箱，使航天器具有更高的机动能力，并且可以根据不同的任务需求调整贮箱的直径和长度，具有较强的任务适应性和可拓展能力。

为了解决上述问题，本发明提供一种中空的大承载强机动航天器构型，包括：

载荷舱、推进舱和仪器舱，其中所述载荷舱位于航天器中央轴线位置，所述载荷舱穿过所述推进舱和仪器舱的中央轴线，所述载荷舱的内部为前后敞开的圆柱体空间，贯通于航天器整体，用于承载需要布局在航天器中间位置的大型空间载荷；所述推进舱位于所述载荷舱外部，所述仪器舱位于所述推进舱上方。

可选地，所述载荷舱包括：承力筒、承力锥、三角支撑板、对接框，所述对接框用于与运载火箭相连接，所述承力锥的底部与所述对接框相连接，所述三角支撑板用于对推进舱的外围进行支撑，所述三角支撑板的数目为偶数个；所述承力筒为中心承力筒，所述承力筒与承力锥的顶部相连接，所述承力筒穿过所述推进舱和仪器舱的中央轴线设置。

可选地，所述三角支撑板的数目为8个；

所述推进舱包括推进舱底板、推进舱纵向隔板、推进剂贮箱、气瓶、推进舱小侧板、推进舱大侧板和仪器舱底板；所述推进剂贮箱的数目为4个，所述4个推进剂贮箱围绕承力筒平铺安装；

所述推进舱纵向隔板的数目为偶数块；

所述承力筒经由推进舱中央穿过并与所述推进舱纵向隔板连接；推进舱底板通过承力锥和三角支撑板进行支撑。

可选地，所述仪器舱包括：仪器舱底板、仪器舱纵向隔板、仪器舱顶板、仪器舱大侧板和仪器舱小侧板；所述推进剂贮箱上下法兰为锯齿形环状法兰，所述仪器舱底板与推进剂贮箱对接处亦为锯齿形环状法兰，使推进剂贮箱下法兰能够从仪器舱底板中穿过。

可选地，所述推进剂贮箱自上而下分别穿过仪器舱底板和推进舱底板并与仪器舱底板和推进舱底板相连接。

可选地，所述航天器的仪器舱和推进舱的横截面为正方形进行切角处理形成的8边形，推进剂贮箱布局在切角位置，在提高航天器整体扭转刚度的同时，能够在整流罩包络限制内安装更大直径的推进剂贮箱。并且，所述推进剂贮箱的长度和直径可以根据需求调整。

可选地，所述仪器舱大侧板和推进舱大侧板可拆卸，方便总装操作和维修；仪器舱小侧板和推进舱小侧板不可拆卸，为有高精度安装要求的设备提供稳定的安装面。

可选地，所述承力筒具有上法兰和下法兰，所述承力筒的上法兰为外翻法兰，所述承力筒的下法兰为内翻法兰，载荷系统由承力筒中部插入分别与其上下法兰连接。

可选地，承力锥前法兰为内翻和外翻一体化形式，该内翻法兰与承力筒底部内翻法兰连接形成组合内翻法兰用于连接载荷系统，该外翻法兰与推进舱底板连接。通过该种连接方式实现载荷系统、承力筒、推进舱底板所承受的力学载荷并行传递至承力锥。

可选地，所述推进剂贮箱引起的大量级力学载荷通过推进舱底板和三角支撑板传递至承力锥。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：