【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超低轨道航天器领域，特别是一种超低轨卫星的风阻调节装置。
技术介绍
1、超低轨道卫星一般指轨道高度处于120～300km之间的卫星。相较于传统卫星，其较低的轨道高度带来了重访周期短、对地成像观测性能好、发射成本低等优势，在军事侦查和科学探测等方面有巨大的潜力，具有很大的经济效益和工程应用价值。
2、由于高度在300km以下的外层空间属于热层与外层大气的范围，超低轨道卫星受到的气动阻力比传统低轨卫星要高出几个到几十个数量级。虽然阻力会导致卫星轨道衰减，缩短卫星的寿命，但另一方面，较大的阻力也使得利用阻力调整卫星姿态甚至变轨成为可能。目前，业内尚无为超低轨卫星加装风阻调节装置，从而利用气动阻力进行超低轨卫星姿态调整的相关技术方案。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是：提供一种超低轨卫星的风阻调节装置，通过将该装置安装于超低轨卫星，从而改变卫星的迎风面，调整卫星受到的气动阻力，进而利用阻力进行卫星的姿态调整。
2、本专利技术的技术解决方案是：一种超低轨卫星的风阻调节装置，包括星上安装面、第一迎风面、第一迎风面固定结构、第二迎风面、第二迎风面固定结构、迎风面连接轴、电机、弹性部件、拉动部件；所述第一迎风面、第二迎风面分别固定于第一迎风面固定结构、第二迎风面固定结构，星上安装面与第一迎风面固定结构之间设置有电机，第一迎风面固定结构与第二迎风面固定结构之间通过迎风面连接轴连接，迎风面连接轴上设置有弹性部件，星上安装面与迎风面连接轴之间设置有拉动部
3、进一步，通过电机正向转动，带动第一迎风面向远离星上安装面方向转动，同时拉动部件克服弹性部件的收拢力，带动第二迎风面绕迎风面连接轴转动，使第一迎风面和第二迎风面能够逐渐展开直至完全展开状态；通过电机反向转动，带动第一迎风面向靠近星上安装面方向转动，同时利用弹性部件的收拢力，带动第二迎风面绕迎风面连接轴转动，使第一迎风面和第二迎风面逐渐收拢直至完全收拢状态。
4、进一步，所述完全展开状态为第一迎风面转动90°，第二迎风面相对第一迎风面转动180°，完全垂直于星上安装面，所述完全收拢状态为第一迎风面何第二迎风面平行重叠于星上安装面。
5、进一步，所述电机包括电机本体与从电机本体两侧伸出长度相同的电机转轴；所述第一迎风面固定结构包括固定环、固定骨架ⅰ，固定环与电机本体两侧的电机转轴固定，随电机转轴一起转动，固定骨架ⅰ一端与固定环固定，另一端与迎风面连接轴固定。
6、进一步，所述第二迎风面固定结构包括迎风面连接环、与迎风面连接环固定的固定骨架ⅱ，迎风面连接环套设在迎风面连接轴两侧，绕迎风面连接轴自由转动；所述弹性部件设置于迎风面连接环之间，始终处于张开状态，为风阻调节装置提供稳定和收拢的力。
7、进一步，所述拉动部件为两条拉动绳索，所述星上安装面上设置有两个拉锁固定孔，两个拉锁固定孔连线形成的轴线与电机转轴平行，所述迎风面连接环的两侧各开一个拉锁限位槽，两条拉动绳索一端分别固定于拉锁固定孔，另一端分别固定并缠绕于拉锁限位槽内。
8、进一步，所述迎风面连接轴和电机转轴之间的距离ρ，与两个拉锁固定孔连线形成的轴线和电机转轴之间的距离s的比例范围在1：1000至10：1000之间，且拉锁限位槽的半径r与s满足以下关系：
9、
10、进一步，所述第一迎风面、第二迎风面均为矩形面板，且形状相同。
11、本专利技术还提供一种超低轨卫星，在卫星的面法线方向垂直于飞行方向的一个或者多个侧面安装如上任一所述的风阻调节装置。
12、本专利技术还提供一种使用如上任一超低轨卫星的风阻调节装置进行超低轨卫星姿态调整的方法，当卫星的动量轮已达到最大转速时，通过风阻调节装置进行卫星姿态调整，包括如下步骤：
13、根据获取的卫星姿态和动量轮转速，制订调姿要求；
14、根据调姿要求，卫星打开适当位置的风阻调节装置；
15、风阻调节装置改变卫星的迎风面的大小和形状，从而改变迎风面的压力中心，使气动压力的方向不再指向卫星质心，产生相对卫星质心的力矩，进而引起卫星的自转，调整卫星姿态，同时使动量轮卸载；
16、达到调姿要求中的规定姿态后，卫星收拢风阻调节装置，完成姿态调整。
17、本专利技术与现有技术相比的优点在于：
18、(1)通过电机和拉索组合方案，实现了两个矩形面板的可控展开和收拢，收拢状态几乎不增加额外的迎风面，对卫星正常运行影响极小，展开状态单个装置可以增加2倍于卫星本体迎风面的迎风面积，极大程度上改变卫星气动压心的位置。
19、(2)本专利技术是利用空气阻力进行超低轨卫星姿态调整的初次尝试，通过将该装置安装于超低轨卫星，改变卫星的迎风面，调整卫星受到的气动阻力，进而利用阻力进行卫星的姿态调整。
20、(3)本专利技术具有结构简单、质量轻、体积小、能源消耗低的优点。
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1.一种超低轨卫星的风阻调节装置，其特征在于：包括星上安装面、第一迎风面、第一迎风面固定结构、第二迎风面、第二迎风面固定结构、迎风面连接轴、电机、弹性部件、拉动部件；所述第一迎风面、第二迎风面分别固定于第一迎风面固定结构、第二迎风面固定结构，星上安装面与第一迎风面固定结构之间设置有电机，第一迎风面固定结构与第二迎风面固定结构之间通过迎风面连接轴连接，迎风面连接轴上设置有弹性部件，星上安装面与迎风面连接轴之间设置有拉动部件；通过电机、拉动部件和弹性部件共同作用，使第一迎风面和第二迎风面实现展开和收拢。
2.根据权利要求1所述的超低轨卫星的风阻调节装置，其特征在于：通过电机正向转动，带动第一迎风面向远离星上安装面方向转动，同时拉动部件克服弹性部件的收拢力，带动第二迎风面绕迎风面连接轴转动，使第一迎风面和第二迎风面能够逐渐展开直至完全展开状态；通过电机反向转动，带动第一迎风面向靠近星上安装面方向转动，同时利用弹性部件的收拢力，带动第二迎风面绕迎风面连接轴转动，使第一迎风面和第二迎风面逐渐收拢直至完全收拢状态。
3.根据权利要求1所述的超低轨卫星的风阻调节装置，其
4.根据权利要求1所述的超低轨卫星的风阻调节装置，其特征在于：所述电机包括电机本体与从电机本体两侧伸出长度相同的电机转轴；所述第一迎风面固定结构包括固定环、固定骨架Ⅰ，固定环与电机本体两侧的电机转轴固定，随电机转轴一起转动，固定骨架Ⅰ一端与固定环固定，另一端与迎风面连接轴固定。
5.根据权利要求1所述的超低轨卫星的风阻调节装置，其特征在于：所述第二迎风面固定结构包括迎风面连接环、与迎风面连接环固定的固定骨架Ⅱ，迎风面连接环套设在迎风面连接轴两侧，绕迎风面连接轴自由转动；所述弹性部件设置于迎风面连接环之间，始终处于张开状态，为风阻调节装置提供稳定和收拢的力。
6.根据权利要求5所述的超低轨卫星的风阻调节装置，其特征在于：所述拉动部件为两条拉动绳索，所述星上安装面上设置有两个拉锁固定孔，两个拉锁固定孔连线形成的轴线与电机转轴平行，所述迎风面连接环的两侧各开一个拉锁限位槽，两条拉动绳索一端分别固定于拉锁固定孔，另一端分别固定并缠绕于拉锁限位槽内。
7.根据权利要求6所述的超低轨卫星的风阻调节装置，其特征在于：所述迎风面连接轴和电机转轴之间的距离ρ，与两个拉锁固定孔连线形成的轴线和电机转轴之间的距离s的比例范围在1：1000至10：1000之间，且拉锁限位槽的半径r与s满足：
8.根据权利要求1所述的超低轨卫星的风阻调节装置，其特征在于：所述第一迎风面、第二迎风面均为矩形面板，且形状相同。
9.一种超低轨卫星，其特征在于：在卫星的面法线方向垂直于飞行方向的一个或者多个侧面安装如权利要求1～8任一所述的风阻调节装置。
10.一种使用如权利要求1所述的超低轨卫星的风阻调节装置进行超低轨卫星姿态调整的方法，其特征在于：当卫星的动量轮已达到最大转速时，通过风阻调节装置进行卫星姿态调整，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种超低轨卫星的风阻调节装置，其特征在于：包括星上安装面、第一迎风面、第一迎风面固定结构、第二迎风面、第二迎风面固定结构、迎风面连接轴、电机、弹性部件、拉动部件；所述第一迎风面、第二迎风面分别固定于第一迎风面固定结构、第二迎风面固定结构，星上安装面与第一迎风面固定结构之间设置有电机，第一迎风面固定结构与第二迎风面固定结构之间通过迎风面连接轴连接，迎风面连接轴上设置有弹性部件，星上安装面与迎风面连接轴之间设置有拉动部件；通过电机、拉动部件和弹性部件共同作用，使第一迎风面和第二迎风面实现展开和收拢。
2.根据权利要求1所述的超低轨卫星的风阻调节装置，其特征在于：通过电机正向转动，带动第一迎风面向远离星上安装面方向转动，同时拉动部件克服弹性部件的收拢力，带动第二迎风面绕迎风面连接轴转动，使第一迎风面和第二迎风面能够逐渐展开直至完全展开状态；通过电机反向转动，带动第一迎风面向靠近星上安装面方向转动，同时利用弹性部件的收拢力，带动第二迎风面绕迎风面连接轴转动，使第一迎风面和第二迎风面逐渐收拢直至完全收拢状态。
3.根据权利要求1所述的超低轨卫星的风阻调节装置，其特征在于：所述完全展开状态为第一迎风面转动90°，第二迎风面相对第一迎风面转动180°，完全垂直于星上安装面，所述完全收拢状态为第一迎风面何第二迎风面平行重叠于星上安装面。
4.根据权利要求1所述的超低轨卫星的风阻调节装置，其特征在于：所述电机包括电机本体与从电机本体两侧伸出长度相同的电机转轴；所述第一迎风面固定结构包括固定环、固定骨架ⅰ，固定环与电机本体两侧的电机转轴固...
【专利技术属性】
技术研发人员：李腾，张博文，孙正路，张文平，
申请(专利权)人：赛思倍斯绍兴智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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