[发明专利]一种堆叠式卫星联动解锁分离装置

说明书

一种堆叠式卫星联动解锁分离装置，属于航天器连接与分离技术领域。本发明解决了现有的分离解锁装置可靠性差、单层无法放置多颗卫星的问题。位于上方的第一锁爪横向外移进而推动其下方的联动锥下移，通过联动锥的下移向其下方的第一锁爪施加压力，使其下方的第一锁爪发生横向外移并卡装在上方的第二承载外壳的下部内壁，实现相临两个第二承载外壳之间的锁定，最下方的联动锥下移，向第二锁爪施加压力使其发生横向外移，第二锁爪的顶部卡装在其上方第二承载外壳的下部内壁，实现第二承载外壳与安装座之间的锁定。

技术领域

本发明涉及一种堆叠式卫星联动解锁分离装置，属于航天器连接与分离技术领域。

背景技术

随着遥感星座、通信星座的组建需求日益增长，对单次运载发射所能搭载和部署的卫星数量提出了更高的要求。除了提高火箭运载能力外，亟需新型的卫星连接分离方式，来提高运载效率。

目前，广泛采用的多星发射系统是将多颗卫星分别通过爆炸螺栓等方式，轴向附接于中央适配器上，到达预定轨道后，依次起爆每颗卫星的爆炸螺栓实现解锁分离，中央适配器随运载末级返回大气层坠毁。中央适配器占据了大量体积和质量，限制了运载效率，难以满足大批量卫星快速组网的发射需求。

为此，国外提出了堆叠式卫星发射方式，卫星之间直接连接，省去了传统的中央适配器的质量和体积，但在堆叠卫星的连接与解锁分离方面，还存在一定优化空间。目前采用的连接方式有两种，一种是卫星两两之间用点式分离装置固定，巨大数量的点式分离装置增加了入轨部署时间、可靠性、成本等方面的问题，限制了其应用范围；另一种是卫星堆叠放置后，通过外部压紧机构，一次性将多层卫星同时压紧，入轨后压紧机构释放，所有卫星同时分离，但其提高了分离碰撞风险，且压紧机构对空间要求高，只能布置于系统外侧，单层无法布置太多颗星，具有一定的局限性。

为了提高运载效率，国外对堆叠式卫星发射方式进行了研究与探索，如美国专利申请US005522569A公开的具有可堆叠配置的卫星，其卫星呈圆形扁平状，依次堆放于整流罩内，两层卫星之间通过爆炸螺栓直接固定。此方式分离属于多点连接，需要多次对爆炸螺栓进行起爆。当卫星数量较多时，需要的爆炸螺栓数量较多，可靠性较差，且卫星的部署时间较长，不适合微小卫星的大批量发射。

国外SpaceX公司的Starlink项目采用了外部压紧杆的方式，实现堆叠卫星的依次性压紧与解锁，并成功完成多次发射任务。但其存在两方面问题，一是由于其分离方式为运载末级旋转，赋予各卫星不同角速度，进而在解锁时刻卫星沿不同路径飞离的方式，其分离后卫星碰撞的机率较大，且对运载要求较高；二是由于其压紧杆解锁后需要向外抛开，因此只能放置于外侧，限制了其单层只能放置两颗卫星，当单层需要放置多颗星时，内部的连接点无法通过压紧杆固定。

因此，需要提供一种应用于卫星堆叠系统的连接、解锁分离装置，使用较少的分离装置触发所有卫星，同时布局灵活，不受单层卫星数量的限制，实现大批量卫星的快速、安全发射分离。

发明内容

本发明是为了解决现有的分离解锁装置可靠性差、单层无法放置多颗卫星的问题，进而提供了一种堆叠式卫星联动解锁分离装置。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种堆叠式卫星联动解锁分离装置，它包括卫星、解锁分离组件、解锁锥、分离螺母及安装座，其中卫星的数量为多个且由上到下依次堆叠布置，位于顶层的卫星外侧固设有第一承载外壳，所述解锁锥通过分离螺母穿装在第一承载外壳内，其余层卫星的外侧均固设有三组解锁分离组件，每组解锁分离组件均包括第二承载外壳及布置在第二承载外壳内的第一锁爪、联动锥，第一锁爪的底端对应插装在联动锥的顶端，安装座内布置有第二锁爪，且所述第二锁爪与第一锁爪结构相同；

第一承载外壳、若干第二承载外壳及安装座由上到下依次首尾连接，且每相临两个承载外壳之间以及第二承载外壳与安装座之间均对应布置有分离弹簧，通过分离弹簧对应为其上方的第一承载外壳及第二承载外壳提供向上的作用力；