一种一箭多星平行对向分离火箭适配器装置

摘要

本发明的一种一箭多星平行对向分离火箭适配器装置，包括适配器框架、多颗卫星、连接分离器；所述适配器框架为重叠多层结构，每一层配合安装一颗卫星；所述连接分离器将卫星连接在适配器框架上，需要时所述连接分离器工作实现卫星与适配器框架的分离；所述重叠多层结构安装的每一层卫星相互平行，每相邻层的卫星与适配器框架分离时平行对向运动进行分离。能够取得下列有益效果：1、每颗卫星依次完成星箭分离动作，卫星之间不存在相互作用，分离姿态可控，碰撞风险大大降低。2、卫星与适配器之间通过导轨滑块导向，保证分离过程中良好的接触状态，卫星分离姿态控制进一步加强。

说明书

技术领域

本发明涉及星箭分离领域，尤其涉及一种一箭多星平行对向分离火箭适配器装置。

背景技术

随着运载火箭技术的发展，建立低成本进入空间能力的需求越发强烈。其中，一箭多星是一种直接有效的方法，通过在有限的火箭有效载荷包络空间内尽可能放置多颗卫星，保证一发火箭将多颗卫星送入太空中，可以显著提高运载能力，降低发射成本。

一般卫星与火箭箭体通过适配器装置连接，适配器装置具有解锁弹射的功能，当火箭到达指定轨道高度后，此时卫星处于失重状态，卫星与适配器连接装置解锁，适配器弹射装置将卫星弹开，实现卫星与火箭的分离。

大尺寸扁平结构卫星，受火箭整流罩空间限制，多采用堆叠形式放置。对于堆叠方式放置的卫星星箭分离方式，目前主流的分离方案是SpaceX公司采用的整体式轴向分离方案，即将多颗卫星同时完成轴向分离。该方案存在以下缺陷：1、多颗卫星同时轴向分离，分离过程中卫星之间存在相互作用，分离姿态不可控，且存在较高的碰撞风险。2、大尺寸扁平结构卫星，轴向刚度及强度通常较弱，分离过程中的轴向冲击对卫星影响较大。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷，解决适应大尺寸扁平结构卫星一箭多星发射任务的问题，本发明提供了一种一箭多星平行对向分离火箭适配器装置，包括适配器框架、多颗卫星、连接分离器；

所述适配器框架为重叠多层结构，每一层配合安装一颗卫星；

所述连接分离器将卫星连接在适配器框架上，需要时所述连接分离器工作实现卫星与适配器框架的分离；

所述重叠多层结构安装的每一层卫星相互平行，每相邻层的卫星与适配器框架分离时平行对向运动进行分离。

进一步地，所述适配器框架包括四根竖直梁、多对侧梁和多根横梁，所述多对侧梁和多根横梁固定在四根竖直梁上，其中的一对侧梁和一根横梁配合安装一颗卫星，所述卫星通过连接分离器安装在所述一根横梁上，所述卫星与所述一对侧梁配合滑动，当所述连接分离器工作时所述卫星在所述一对侧梁上滑动与所述适配器框架分离。

进一步地，所述连接分离器为爆炸螺栓和分离弹簧，所述爆炸螺栓将所述卫星固定在横梁上，所述分离弹簧同时抵接所述卫星和所述横梁，所述爆炸螺栓工作时使得所述卫星和所述横梁分离，所述分离弹簧将所述卫星和所述适配器框架推离开。

进一步地，所述一对侧梁上均设置有滑轨，所述卫星上固定设置有相配合的一对滑块。

进一步地，所述重叠多层结构为双数层，每两层为一组，所述一组中的两根横梁错开相对设置，保证所述一组中的两颗卫星与适配器框架分离时平行对向运动进行分离。

优选地，所述卫星为大尺寸扁平结构卫星。

本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1、每颗卫星依次完成星箭分离动作，卫星之间不存在相互作用，分离姿态可控，碰撞风险大大降低。

2、卫星与适配器之间通过导轨滑块导向，保证分离过程中良好的接触状态，卫星分离姿态控制进一步加强。

3、分离方向沿卫星宽度方向(径向)，克服大尺寸扁平状卫星抗轴向冲击能力较弱问题，避免分离过程中轴向冲击对卫星结构影响。

附图说明

图1为本发明的装置总装图；

图2为本发明的适配器导轨结构图；

图3为本发明的卫星滑块结构图；

图4为图1的A-A剖视图。

其中：1-适配器框架，11-竖直梁，12-侧梁，121-滑轨，13-横梁，2-多颗卫星，20-滑块，21-第一卫星，22-第二卫星，23-第三卫星，24-第四卫星，25-第五卫星，26-第六卫星，3-连接分离器，31-爆炸螺栓，32-分离弹簧，

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供一种一箭多星平行对向分离火箭适配器装置，包括适配器框架、多颗卫星、连接分离器；

所述适配器框架为重叠多层结构，本实施例为6层，每一层配合安装一颗卫星；6颗卫星依此叠放。

所述连接分离器将卫星连接在适配器框架上，需要时所述连接分离器工作实现卫星与适配器框架的分离；

所述重叠多层结构安装的每一层卫星相互平行，每相邻层的卫星与适配器框架分离时平行对向运动进行分离。

实施例2

如图2、3所示，与实施例1不同之处在于，具体地，所述适配器框架包括四根竖直梁、多对侧梁和多根横梁，所述多对侧梁和多根横梁固定在四根竖直梁上，其中的一对侧梁和一根横梁配合安装一颗卫星，所述卫星通过连接分离器安装在所述一根横梁上，所述卫星与所述一对侧梁配合滑动，当所述连接分离器工作时所述卫星在所述一对侧梁上滑动与所述适配器框架分离。本实施例中，所述一对侧梁上均设置有滑轨，所述卫星上固定设置有相配合的一对滑块。

其余内容同实施例1。

实施例3

如图4所示，与实施例2不同之处在于，具体地，所述连接分离器为爆炸螺栓和分离弹簧，所述爆炸螺栓将所述卫星固定在横梁上，所述分离弹簧同时抵接所述卫星和所述横梁，所述爆炸螺栓工作时使得所述卫星和所述横梁分离，所述分离弹簧将所述卫星和所述适配器框架推离开。

所述重叠多层结构为双数层，6层，每两层为一组，所述一组中的两根横梁错开相对设置，保证所述一组中的两颗卫星与适配器框架分离时平行对向运动进行分离。控制分离动作时，按组控制，每一组的两颗卫星同时分离，这两颗卫星与适配器框架分离时平行对向运动进行分离。

所述卫星为大尺寸扁平结构卫星。

卫星安装过程如下：

将卫星两侧滑块放置于适配器导轨中，并推动卫星至与导轨接触状态，拧紧爆炸螺栓螺母将卫星连接在横梁上。

分离过程如下所述：第一卫星、第二卫星作为一组，爆炸螺栓起爆解锁，两颗卫星在压缩弹簧作用下实现水平对向分离。分离结束后，火箭末级调整姿态至稳定状态，第三卫星、第四卫星作为一组爆炸螺栓起爆解锁实现实现水平对向分离，然后依次完成末级调姿，第五卫星、第六卫星作为一组，最后分离。

其余内容同实施例2。