一种卫星载荷舱结构制造技术

本发明专利技术提供一种卫星载荷舱结构，属于航天器结构技术领域。所述卫星载荷舱结构包括主体结构和桁架支撑结构，所述主体结构包括顶板、底板和设置在所述顶板和底板之间的多个侧支撑板，所述桁架支撑结构包括多根桁架杆和多个接头，所述多个接头与所述顶板或底板连接，每个所述接头上至少固定有两根所述桁架杆，所述多根桁架杆通过所述接头连接成一体结构。所述卫星载荷舱结构适用于星上大型载荷部件通过大跨度、多个分散安装点进行安装，同时星体一侧可满足大型载荷部件的避让安装。

A satellite payload cabin structure

The invention provides a satellite payload cabin structure, which belongs to the field of spacecraft structure technology. The satellite cabin structure comprises a main body structure and truss structure, the main structure comprises a support plate and the top plate and the bottom plate is provided with a plurality of side between the top and bottom of the truss support structure includes a plurality of truss rod and a plurality of connectors, wherein a plurality of joints connected with the roof or floor and each of the joint is fixed with at least two of the truss rod, wherein a plurality of the truss rod through the joints are connected into an integral structure. The satellite payload cabin structure is suitable for the installation of large load components on the satellite through large span and multiple dispersed installation points, and the side of the star can meet the avoidance installation of large load components.

【技术实现步骤摘要】
一种卫星载荷舱结构
本专利技术涉及一种桁架式大承载、适应大型载荷部件大跨度多点分散布局的卫星载荷舱结构，属于航天器结构

技术介绍
卫星主结构用于安装星上有效载荷及相应仪器设备，承受卫星在地面研制、发射及在轨运行段的各种力学载荷。根据结构形式不同，常见的卫星主结构主要包括板筒式、箱板式及桁架式，而国内现有卫星主结构绝大多数均为板筒式或箱板式。桁架式主结构是以若干桁架杆系结构作为主承力结构，桁架杆系结构提供舱段结构连接接口以及主要载荷部件连接接口，同时采用蜂窝夹层板进行辅助支撑，由蜂窝夹层板提供其他仪器设备的安装接口。国外已报道的桁架式卫星主结构主要包括BSS601平台、GEM平台、BSS702平台、MMS多用途平台等。国内采用桁架式主结构的航天器主要包括已成功发射的嫦娥三号着陆器，正在研制的东方红五号卫星平台、嫦娥五号着陆器等。具体到卫星载荷舱结构，同样分为板筒式、箱板式及桁架式等三种结构形式。当载荷舱需要满足星上大型载荷部件通过大跨度、多个分散安装点进行安装并且星体一侧同时需要满足大型载荷部件的收拢安装(即设计较大避让开口)等特殊要求时，采用板筒式或箱板式结构将难以实现。这是因为，若采用板筒式主结构，尽管易于承受均匀载荷及保证卫星基频，但对于载荷接口的适应性较差，且无法满足星体一侧设计较大避让开口(如开口大小占星体尺寸一半)的要求；若采用箱板式主结构，其主承力结构局部强度低，两板交叉处或板与对接环连接处会产生应力集中，需要在载荷集中的部位进行特殊设计来分散载荷，且星体一侧设计较大避让开口将导致传力路径设计及相应加强设计极为复杂。对于桁架式主结构，由于其传递集中载荷能力强、传力直接、局部强度高、接口适应性强、布局设计灵活以及易于实现整舱模块化研制等优点，成为适应上述特殊要求的载荷舱主结构形式的首选。
技术实现思路
本专利技术提供了一种桁架式大承载、适应大型载荷部件大跨度多点分散布局的卫星载荷舱主结构，解决了以下技术问题：解决了星上大型载荷部件的大跨度、多点分散布局所带来的复杂传力设计与大承载设计难题；解决了星体一侧需要满足大型天线载荷部件的收拢安装(即设计较大避让开口)的结构构型设计难题；解决了桁架式结构装配工艺性复杂的问题，且适应载荷舱单舱结构部装及总装，满足载荷舱模块化研制。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种卫星载荷舱结构，包括主体结构和桁架支撑结构，所述主体结构包括顶板、底板和设置在所述顶板和底板之间的多个侧支撑板，所述桁架支撑结构包括多根桁架杆和多个接头，所述多个接头与所述顶板或底板连接，每个所述接头上至少固定有两根所述桁架杆，所述多根桁架杆通过所述接头连接成一体结构。在一可选实施例中，所述顶板设有缺口，呈凹字结构，所述多个侧支撑板包括第一侧支撑板，所述第一侧支撑板为凹字结构，所述顶板和所述第一侧支撑板连接，且开口连通，所述多个接头中包括两个第一接头，所述两个第一接头分别位于所述顶板与所述第一侧支撑板连接的两个顶角处，设置在所述顶板上的其他各接头对称设置，对称轴为所述两个顶角连线的水平垂直中线，位于所述底板上的多个接头对称设置，对称中心为所述底板的几何中心。在一可选实施例中，所述多个侧支撑板还包括与所述第一侧支撑板相对设置的第二侧支撑板，所述主体结构内还设有中部支撑板，所述多个接头中还包括至少三个第二接头和至少三个第三接头，所述第二接头设置在所述中部支撑板与所述顶板的连接位置，所述第三接头设置在所述中部支撑板与所述第二侧支撑板之间。在一可选实施例中，所述多个接头中还包括至少两个第四接头，所述第四接头位于所述中部支撑板与所述底板的连接位置，所述中部支撑板为蜂窝夹层板，所述多根桁架杆包括一根第一桁架杆和四根第二桁架杆，所述第一桁架杆通过所述第二接头固定，所述第一桁架杆位于所述中部支撑板的夹层内，所述第二桁架杆一端通过所述第二接头固定另一端通过所述第四接头固定，所述第二桁架杆也位于所述中部支撑板的夹层内。在一可选实施例中，所述第一侧支撑板为蜂窝夹层结构，所述多个接头中还包括两个第五接头，所述第五接头位于所述第一侧支撑板与所述底板的连接位置，所述多根桁架杆包括两根第三桁架杆，所述第三桁架杆一端通过所述第一接头连接、另一端通过所述第五接头连接，所述第三桁架杆位于所述第一侧支撑板的夹层内。在一可选实施例中，所述多个接头中还包括第一第六接头和第二第六接头，所述第一第六接头和第二第六接头位于所述第二侧支撑板与所述底板的连接位置，所述多个桁架杆中包括两根第四桁架杆和两根第五桁架杆，所述两根第四桁架杆一端分别通过相邻的两个所述第三接头固定、另一端通过所述第一第六接头固定，所述两根第五桁架杆一端分别通过相邻的两个所述第三接头固定、另一端通过所述第二第六接头固定。在一可选实施例中，所述主体结构还包括第一内隔板和第二内隔板，所述第一内隔板和第二内隔板均为蜂窝夹层结构；所述第一内隔板位于所述第四桁架杆和所述第二侧支撑板之间，且一个所述第四桁架杆位于所述第一内隔板的夹层内；所述第二内隔板位于所述第五桁架杆和所述第二侧支撑板之间，且一个所述第五桁架杆位于所述第二内隔板的夹层内。在一可选实施例中，所述多根桁架杆还包括两根第六桁架杆，所述第六桁架杆一端与三个所述第二接头中的位于两侧的一个第二接头连接，另一端与所述第五接头连接。在一可选实施例中，所述多根桁架杆还包括两根第七桁架杆，所述第七桁架杆一端与三个所述第二接头中的位于两侧的一个第二接头连接，另一端与所述第六接头连接。在一可选实施例中，所述多根桁架杆还包括六根第八桁架杆，所述第八桁架杆通过与所述顶板连接的接头固定。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)实现了星上大型载荷部件通过大跨度、多个分散安装点进行安装，顶部大型载荷部件的载荷高效地通过主承力桁架结构传递至至底部桁架接头，进而传递至卫星平台结构；同时，由于桁架支撑结构主传力路径的最短设计，省去了众多不必要的结构设计，极大地节省了结构重量；(2)本专利技术实施例提供的桁架支撑结构，实现了星体一侧需要满足大型载荷部件的收拢安装(即设计较大避让开口)的结构构型设计需求。由于主承力桁架支撑结构构型极大的灵活性，大型载荷部件安装点位置与数量以及大型载荷部件收拢安装的避让开口均可根据实际任务需要进行适应性设计；(3)通过桁架杆结构、接头结构与蜂窝夹层板连接关系的合理设计，实现了大型复杂桁架式结构的装配工艺可行；(4)由于本专利技术所提供的载荷舱结构具有明确的舱段结构连接接口，且载荷舱具有良好的单舱独立承力功能，因此可实现载荷舱单舱部装及单舱总装，满足载荷舱模块化研制需求。附图说明图1为本专利技术实施例提供的载荷舱结构(正常放置状态)示意图；图2为本专利技术实施例提供的载荷舱结构(底板朝上状态)结构示意图；图3为图1对应的分解图；图4为本专利技术实施例提供的典型载荷状态的整星概貌示意图；图5为本专利技术实施例提供的桁架支撑结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明。参见图1-3，本专利技术实施例提供了一种卫星载荷舱结构，包括主体结构和桁架支撑结构，参照图1所示坐标系，主体结构包括顶板34、底板1和设置在所述顶板和底板之间的多个侧支撑板，所述桁架结构包括多根桁架杆和多个接头，所述多个接头设置在所述顶板或底板上的安装孔内，每个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卫星载荷舱结构，其特征在于，包括主体结构和桁架支撑结构，所述主体结构包括顶板、底板和设置在所述顶板和底板之间的多个侧支撑板，所述桁架支撑结构包括多根桁架杆和多个接头，所述多个接头与所述顶板或底板连接，每个所述接头上至少固定有两根所述桁架杆，所述多根桁架杆通过所述接头连接成一体结构。

【技术特征摘要】
1.一种卫星载荷舱结构，其特征在于，包括主体结构和桁架支撑结构，所述主体结构包括顶板、底板和设置在所述顶板和底板之间的多个侧支撑板，所述桁架支撑结构包括多根桁架杆和多个接头，所述多个接头与所述顶板或底板连接，每个所述接头上至少固定有两根所述桁架杆，所述多根桁架杆通过所述接头连接成一体结构。2.根据权利要求1所述的载荷舱结构，其特征在于，所述顶板设有缺口，呈凹字结构，所述多个侧支撑板包括第一侧支撑板，所述第一侧支撑板为凹字结构，所述顶板和所述第一侧支撑板连接，且开口连通，所述多个接头中包括两个第一接头，所述两个第一接头分别位于所述顶板与所述第一侧支撑板连接的两个顶角处，设置在所述顶板上的其他各接头对称设置，对称轴为所述两个顶角连线的水平垂直中线，位于所述底板上的多个接头对称设置，对称中心为所述底板的几何中心。3.根据权利要求2所述的载荷舱结构，其特征在于，所述多个侧支撑板还包括与所述第一侧支撑板相对设置的第二侧支撑板，所述主体结构内还设有中部支撑板，所述多个接头中还包括至少三个第二接头和至少三个第三接头，所述第二接头设置在所述中部支撑板与所述顶板的连接位置，所述第三接头设置在所述中部支撑板与所述第二侧支撑板之间。4.根据权利要求3所述的载荷舱结构，其特征在于，所述多个接头中还包括至少两个第四接头，所述第四接头位于所述中部支撑板与所述底板的连接位置，所述中部支撑板为蜂窝夹层板，所述多根桁架杆包括一根第一桁架杆和四根第二桁架杆，所述第一桁架杆通过所述第二接头固定，所述第一桁架杆位于所述中部支撑板的夹层内，所述第二桁架杆一端通过所述第二接头固定另一端通过所述第四接头固定，所述第二桁架杆也位于所述中部支撑板的夹层内。5.根据权利要求2-4任一项所述的载荷舱结构，其特征在于，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：高峰，李伟杰，盛聪，邓宇华，石文静，王刚，柴洪友，史文华，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：北京,11