[发明专利]一种低轨道地磁蓄能在轨投送的航天器结构

说明书

本发明涉及地磁蓄能在轨投送的技术领域，公开了一种低轨道地磁蓄能在轨投送的航天器结构，包括有航天器主体一、航天器主体二，航天器主体一与航天器主体二之间通过主连接轴相固定连接，航天器主体系统分布于主连接轴两端的航天器主体一、航天器主体二上；主连接轴上联接有用于调节航天器系统质心通过主连接轴的直线伸缩机构，主连接轴中部安装有用于投送空间目标或离轨碎片的单杆投送机构或对转投送机构；在地磁蓄能旋转投送‑卸载‑再次投送准备过程中的几个状态突变前后，航天器系统的质心始可以始终处于主连接轴与突变的转动惯量平面的交点，从而具备抑制航天器系统在轨自由章动的能力。

技术领域

本发明涉及地磁蓄能在轨投送的技术领域，尤其是涉及一种低轨道地磁蓄能在轨投送的航天器结构。

背景技术

航天器系统在低轨道空间使用地磁蓄能方法进行在轨投送目标时，会存在一个重大问题是：航天器系统的投送机构所旋绕的旋转轴可能不通过航天器系统的质心，这会导致航天器系统发生旋转章动现象，在低轨道空间中没有空气阻尼的环境下，章动现象对于航天器系统是非常危险的。

影响航天器系统的旋转轴不通过其质心有以下几个方面的因素：（1）航天器系统的自身状态发生改变，比如在轨工作时消耗了部分燃料，或者是其所携带的设备、负载等发生了位置移动或旋动；（2）航天器系统抓取了不确定的空间目标或者离轨碎片，导致航天器系统的质量和质心均发生不确定变化；（3）航天器系统投送空间目标或者离轨碎片的瞬时，航天器系统的质量和质心亦会发生变化。

针对航天器系统在投送空间目标或者离轨碎片的瞬时，航天器系统的质量和质心亦会发生变化的情况，亟需设计研发一种适用于低轨道空间使用地磁蓄能方法在轨投送的航天器结构。

发明内容

本发明的目的是提供一种低轨道地磁蓄能在轨投送的航天器结构，在地磁蓄能旋转投送-卸载-再次投送准备过程中的几个状态突变前后，航天器系统的质心始可以始终处于主连接轴与突变的转动惯量平面的交点，从而具备抑制航天器系统在轨自由章动的能力。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种低轨道地磁蓄能在轨投送的航天器结构，包括有航天器主体一、航天器主体二，所述航天器主体一与航天器主体二之间通过主连接轴相固定连接，航天器主体系统分布于主连接轴两端的航天器主体一、航天器主体二上；所述主连接轴上联接有用于调节航天器系统质心通过主连接轴的直线伸缩机构，主连接轴中部安装有用于投送空间目标或离轨碎片的单杆投送机构或对转投送机构；

所述单杆投送机构包括有固定于主连接轴上的正交强磁矩生成装置、力矩传动机构以及转动设置于主连接轴上的一个单向投送连杆，单向投送连杆与主连接轴相垂直，单向投送连杆沿长度方向上滑动连接有质量块，且单向投送连杆端部设有用于保持空间目标或离轨碎片的保持机构；所述力矩传动机构包括有固定于主连接轴上的传动支座、用于驱动单向投送连杆绕主连接轴旋转的单向旋转件，单向旋转件转动安装于传动支座上；启动工作的力矩传动机构的传动支座与单向旋转件之间形成相互作用的内力矩，当单向投送连杆处于单向旋转投送状态，力矩传动机构的传动支座受到单向旋转件反作用的内力矩与正交强磁矩生成装置受到地磁场的外力矩为方向相反、大小相同；

所述对转投送机构包括有固定于主连接轴上的正交强磁矩生成装置、对转传动机构以及转动设置于主连接轴上的两个对转投送连杆，两个对转投送连杆均与主连接轴相垂直，两个对转投送连杆沿长度方向上均滑动连接有质量块，且两个对转投送连杆的端部均设有用于保持空间目标或离轨碎片的保持机构；所述对转传动机构包括有固定于主连接轴上的固定支座、用于驱动其中一个对转投送连杆绕主连接轴正向旋转的正向旋转件、用于驱动另一个对转投送连杆绕主连接轴反向旋转的反向旋转件，正向旋转件、反向旋转件均转动安装于固定支座上；启动工作的对转传动机构的固定支座分别与正向旋转件、反向旋转件之间形成相互作用的内力矩，当两个对转投送连杆处于对转旋转投送状态，对转传动机构的固定支座受到正向旋转件反作用的内力矩与受到反向旋转件反作用的内力矩为方向相反、大小相同。