一种GEO轨道卫星推力器构型的制作方法

本发明涉及卫星推力器构型设计，特别涉及一种geo轨道卫星六面柱体平台构型的推力器构型设计。

背景技术：

geo轨道卫星推力器需要实现卫星从gto轨道至geo轨道的变轨，飞行过程中的姿态控制(偏航、俯仰、滚动)，geo轨道的位置保持(东西和南北位置保持)等任务。

推力器构型设计是姿控系统设计的重要环节，在满足姿轨控任务需求的同时，还需要尽可能考虑冗余、备份等因素。

推力器数量、布置位置及角度直接影响推力器控制性能。一般情况下，姿轨控推力器构型设计时，需要分别提供卫星3个轴的控制力矩和控制力，通过单个推力器或若干个推力器组合实现。

技术实现要素：

为满足geo卫星的轨道控制和三轴姿态控制使用要求，解决精简推力器数量、紧凑推力器构型、推力器功能冗余备份等技术问题，本发明提供一种geo轨道推进系统的推力器构型。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种geo轨道卫星推力器构型，由1台远地点发动机和16台姿控推力器组成，1台远地点发动机位于卫星底板中心，推力矢量与星体-z轴平行；16台姿控推力器中8台姿控推力器布置于底板，8台姿控推力器布置于卫星东侧和西侧。

16台姿控推力器由8台主份推力器2a、3a、4a、5a、6a、7a、8a、9a和8台备份推力器2b、3b、4b、5b、6b、7b、8b、9b构成；主份推力器6a～9a和备份推力器6b～9b以2台为一组分别布置在底板朝天面的东西南北四个区域；主份推力器2a～5a和备份推力器2b～5b以4台为一组分别布置在东西两侧。

其中，主份推力器2a/备份推力器2b与主份推力器3a/备份推力器3b、主份推力器4a/备份推力器4b与主份推力器5a/备份推力器4b均相对卫星yoz面对称，主份推力器2a与主份推力器3a、备份推力器2b与备份推力器3b的z向位置相同，主份推力器4a与备份推力器5b，备份推力器4b与主份推力器5a的z向位置相同，主份推力器3a与主份推力器5a，主份推力器2a与备份推力器4b的z项位置相同；主份推力器6a/备份推力器7b、主份推力器7a/备份推力器7b关于卫星z轴旋转对称；主份推力器8a与备份推力器9b、备份推力器8b与主份推力器9a相对卫星xoz平面对称。

优选地，远地点发动机的位置和安装角度具备可调整措施，可在总装时调整发动机安装使得推力矢量接近卫星质心。

本发明采用较少数量的推力器和较为紧凑的布局构型方式实现功能要求的同时兼顾备份功能的实现，满足卫星变轨和三轴姿态控制需求，具有较高的冗余度，可简化推力器连接管路走向，便于推力器在卫星上的安装实施及测量，减少推力器羽流对星体影响。

附图说明

图1为本发明实例一种geo轨道卫星推力器构型的示意图

图2为本发明实施所提供的推力器构型详图。

图3为图2的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细阐述。

图1为本发明的一种geo轨道卫星推力器构型的示意图，星体本体为六面柱体结构，推力器由1台远地点发动机和16台姿控推力器组成，远地点发动机放置在卫星纵轴位置，推力器方向沿着星体-z轴；8台推力器分4个区域分别布置在对天板的四个象限上，剩余8台推力器分2个区域分别集中布置在东西侧，位于星体棱边附近。具体的，16台姿控推力器由8台主份推力器2a、3a、4a、5a、6a、7a、8a、9a和8台备份推力器2b、3b、4b、5b、6b、7b、8b、9b构成；主份推力器6a～9a和备份推力器6b～9b以2台为一组分别布置在底板朝天面的东西南北四个区域；主份推力器2a～5a和备份推力器2b～5b以4台为一组分别布置在东西两侧。

图2-图3为本发明的推力器详细构型图，根据附图可以识别推力器之间的对称关系以及安装位置特性。其中，主份推力器2a/备份推力器2b与主份推力器3a/备份推力器3b、主份推力器4a/备份推力器4b与主份推力器5a/备份推力器4b均相对卫星yoz面对称，主份推力器2a与主份推力器3a、备份推力器2b与备份推力器3b的z向位置相同，主份推力器4a与备份推力器5b，备份推力器4b与主份推力器5a的z向位置相同，主份推力器3a与主份推力器5a，主份推力器2a与备份推力器4b的z项位置相同；主份推力器6a/备份推力器7b、主份推力器7a/备份推力器7b关于卫星z轴旋转对称；主份推力器8a与备份推力器9b、备份推力器8b与主份推力器9a相对卫星xoz平面对称。位置和安装角度详见表1。

本具体实施中推力器完成变轨、姿态控制、东西/南北位保等需求，各推力器具体组合控制模式如下：

1)远地点发动机用于提供卫星变轨主推力，6a/b、7a/b、8a/b、9a/b配对组合作为变轨推力的备份；

2)6a/b、7a/b用于俯仰控制；

3)8a/b、9a/b用于滚转控制；

4)4a/b、5a/b用于偏航控制；

5)4a/4b与5a/5b配对组合用于南/北位保；

6)2a/2b、3a/3b用于东/西位保；

7)通过姿态机动，4a/4b与5a/5b配对组合作为东/西位保的备份，2a/2b、3a/3b作为南/北位保的备份。

表2为本发明的推力器位置和安装角度的具体实施案例。

表2推力器位置与安装角度实施例

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种GEO轨道卫星推力器构型，由1台远地点发动机和16台姿控推力器组成，1台远地点发动机位于卫星底板中心，推力矢量与星体‑Z轴平行；16台姿控推力器中8台姿控推力器布置于底板，8台姿控推力器布置于卫星东侧和西侧。本发明采用较少数量的推力器和较为紧凑的布局构型方式实现功能要求的同时兼顾备份功能的实现，满足卫星变轨和三轴姿态控制需求，具有较高的冗余度，可简化推力器连接管路走向，便于推力器在卫星上的安装实施及测量，减少推力器羽流对星体影响。

技术研发人员：俞洁;张凌燕;陆国平;王华;蒋国伟;刘伟;林景松
受保护的技术使用者：上海卫星工程研究所
技术研发日：2018.06.14
技术公布日：2019.02.22