一种卫星分配器及运载火箭系统的制作方法

本发明涉及航天技术领域，具体涉及一种卫星分配器及运载火箭系统。

背景技术：

近年来微小卫星的发射成为商业发射的主要需求，微小卫星发射需求量不断增加，但是，一枚火箭高昂的售价对于一颗微小卫星来讲显得望尘莫及，鲜有微小卫星能够购买一枚火箭的来进行商业发射，因此，近年来微小卫星多处于搭载发射的模式。

微小卫星作为搭载发射的情况下，多受主星的发射周期影响，时间成本较高，且多数微小卫星在主星分离之后分离，因此微小卫星的轨道也只能迁就主星的轨道，对微小卫星的发射均产生了消极影响。

为微小卫星提供发射平台，对于商业航天来讲显得尤为重要，这其中也存在着较大的商业价值。立方星是一种采用国际通用标准的低成本微纳卫星，以“u”为单位，1u体积为10厘米×10厘米×10厘米。由于立方星组成器件采用通用化、模块化、标准化设计理念，立方星具备研制成本低，功能密度大，技术成熟度高，研制周期短的特点，通常情况下，立方星安装在弹射器内弹射器，弹射器为长方体的盒子，立方星随运载火箭到达指定位置后，弹射器的门打开，将立方星弹出。立方星成为商业用的主要卫星，目前的卫星分配器均是为特定卫星提供的，没有适用于立方星的卫星分配器。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于提供一种能适用立方星安装的卫星分配器及运载火箭系统。

本发明提供的一种卫星分配器，包括：

支撑板结构，包括多层支撑板；

纵向支撑结构，连接在相邻的两层所述支撑板之间；

横梁结构，包括分被设置在上下相邻的两层支撑板的相对面上的第一横梁、第二横梁，所述第一横梁、第二横梁相对设置，且均呈辐射状分布，所述第一横梁、所述第二横梁形成适于弹射器固定安装的安装位。

所述纵向支撑结构包括连接在相邻的两层所述支撑板的中心位置处的中心支撑件，所述第一横梁、所述第二横梁呈辐射状安装在所述中心支撑件上。

所述中心支撑件包括适于与所述支撑板固定连接的上、下两个圆形底盘、以及连接在两个所述圆形底盘之间且呈辐射状分布的多个纵向连接板，所述圆形底盘上设有适于所述横梁结构插设的插槽。

所述纵向支撑结构还包括连接所述第一横梁与所述第二横梁的至少一个纵梁，所述纵梁与所述第一横梁、所述第二横梁垂直。

每一所述第一横梁与所述第二横梁之间连接一个所述纵梁，且所述纵梁与所述第一横梁、第二横梁、中心支撑件围成方形框。

所述支撑板为类三角形结构，所述第一横梁、所述第二横梁在所述支撑板上分别设有三个，且所述第一横梁、所述第二横梁的长度延伸方向与所述类三角形结构的中线重合。

所述支撑板包括三个端部、以及三条连接任意两个所述端部的弧形边，连接两个所述端部的直线位于所述支撑板外。

位于最上层的所述支撑板上连接有若干横向安装板，所述横向安装板适于安装所述弹射器。

所述横向安装板设有多个，且每一所述横向安装板的大小与所述弹射器相适应。

所述支撑板设有三层。

所述支撑板包括上层蒙皮、下层蒙皮、以及连接在所述上层蒙皮与所述下层蒙皮之间的网格筋条。

本发明还提供一种运载火箭系统，包括卫星支架、以及连接在所述卫星支架上的所述的卫星分配器。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的卫星分配器，通过设置多层支撑板，并在上下相邻的两层支撑板的相对面上分别设置第一横梁、第二横梁，用于安装立方星的弹射器上有标准的螺钉孔，弹射器通过螺钉固定在横梁上，由于立方星为通用标准的卫星，因此该卫星分配器能够适用于立方星的安装，安装时，同一横梁的两侧均可连接立方星，因此，该卫星分配器能够同时安装多颗立方星，多颗卫星可以逐个分离，也可以同一时间段分离，相互之间不会存在碰撞或干涉的风险。

2.本发明提供的卫星分配器，所述纵向支撑结构包括连接在相邻的两层所述支撑板的中心位置处的中心支撑件，所述第一横梁、所述第二横梁呈辐射状安装在所述中心支撑件上，中心支撑件起中间主承力作用，结构简单，且第一横梁、第二横梁呈辐射状安装在中心支撑件上，结构稳固。

3.本发明提供的卫星分配器，所述中心支撑件包括适于与所述支撑板固定连接的上、下两个圆形底盘、以及连接在两个所述圆形底盘之间且呈辐射状分布的多个纵向连接板，所述圆形底盘上设有适于所述横梁结构插设的插槽，中心支撑件的这种结构在很大程度上减轻了质量，同时能够满足所需承载载荷的需求。

4.本发明提供的卫星分配器，所述纵向支撑结构还包括连接所述第一横梁与所述第二横梁的至少一个纵梁，所述纵梁与所述第一横梁、所述第二横梁垂直，纵梁的设置能够增加上下相邻两层支撑板的连接刚度，从而确保卫星在该分配器上的连接稳定性。

5.本发明提供的卫星分配器，每一所述第一横梁与所述第二横梁之间连接一个所述纵梁，且所述纵梁与所述第一横梁、第二横梁、中心支撑件围成方形框，方形框能够为弹射器的安装位置进行定位，并且卫星飞行载荷传递到舱体的过程，从上到下为通过纵梁传递，传力路径简单，没有折弯路径出现，还可以减小对整流罩内空间的占用。

6.本发明提供的卫星分配器，所述支撑板为类三角形结构，所述第一横梁、所述第二横梁在所述支撑板上分别设有三个，且所述第一横梁、所述第二横梁的长度延伸方向与所述类三角形结构的中线重合，采用类三角形结构能够较大程度提升受力强度，且质量较轻。

7.本发明提供的卫星分配器，所述支撑板包括三个端部、以及三条连接任意两个所述端部的弧形边，连接两个所述端部的直线位于所述支撑板外，该支撑板的质量较轻，且能确保受力强度。

8.本发明提供的卫星分配器，位于最上层的所述支撑板上连接有若干横向安装板，所述横向安装板适于安装所述弹射器，能够保证该卫星分配器能够安装卫星的数量。

9.本发明提供的卫星分配器，所述横向安装板设有多个，且每一所述横向安装板的大小与所述弹射器相适应，便于对卫星的定位安装。

10.本发明提供的卫星分配器，所述支撑板设有三层，在满足运载火箭的载荷下，该卫星分配器能够安装数量较多的卫星。

11.本发明提供的卫星分配器，所述支撑板包括上层蒙皮、下层蒙皮、以及连接在所述上层蒙皮与所述下层蒙皮之间的网格筋条，支撑板的强度较高且质量较轻。

12.本发明提供的运载火箭系统，包括卫星支架、以及连接在所述卫星支架上的所述的卫星分配器，该运载火箭系统在发射火箭时能够同时分离多颗卫星，降低了单颗卫星发射的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例1中提供的卫星分配器的结构示意图；

图2为图1所示卫星分配器没有安装横向安装板的结构示意图；

图3为图1所示的卫星分配器的支撑板的结构示意图；

图4为图1的卫星分配器安装在卫星支架上的结构示意图；

附图标记说明：

1－支撑板；11－端部；12－弧形边；2－第一横梁；3－中心支撑件；4－纵梁；5－横向安装板；6－第二横梁；7－弹射器；8－卫星支架。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种卫星分配器的具体实施方式，该卫星分配器应用于运载火箭，如图1和图2所示，包括：支撑板结构、纵向支撑结构、横梁结构。

其中支撑板结构包括多层支撑板1，在本实施方式中，支撑板结构共包括三层支撑板1，自下之上分别为第一层、第二层、第三层。每一支撑板1均为类三角形结构，第一横梁2、第二横梁6在支撑板1上分别设有三个，且第一横梁2、第二横梁6的长度延伸方向与类三角形结构的中线重合。

具体的，如图3所示，支撑板1包括三个端部11、以及三条连接任意两个端部11的弧形边12，连接两个端部11的直线位于支撑板1外。

支撑板1包括上层蒙皮、下层蒙皮、以及连接在上层蒙皮与下层蒙皮之间的网格筋条。支撑板1的强度较高且质量较轻。加工时，支撑板1采用铝合金机加成型，加工成本较低。

纵向支撑结构连接在相邻的两层支撑板1之间，用于连接上下相邻的两层支撑板1，并起到支撑的作用。

横梁结构包括分被设置在上下相邻的两层支撑板1的相对面上的第一横梁2、第二横梁6，第一横梁2、第二横梁6相对设置，且均呈辐射状分布，第一横梁2、第二横梁6形成适于弹射器7固定安装的安装位。在本实施方式中，每一支撑板1的上端面或下端面均设置三个横梁，任意两个横梁之间的夹角为120°。在安装时，上下相对的第一横梁2、第二横梁6的同一侧上安装一个弹射器7，因此每一组相对的第一横梁2、第二横梁6的左右两侧可一共安装两个弹射器7，每一上下相邻的两层支撑板1之间可安装6个弹射器7，本实施方式的支撑板1共有三层，因此可在支撑板1的层间安装共12个弹射器7。

更具体的，上下相邻两层支撑板1之间的间距略大于安装6u立方星的弹射器7的边长，本实施方式的卫星分配器特别用于6u立方星的安装。弹射器7上预设有螺钉孔，在安装时，将弹射器7通过螺钉固定在第一横梁2、第二横梁6上。

纵向支撑结构包括连接在相邻的两层支撑板1的中心位置处的中心支撑件3，第一横梁2、第二横梁6呈辐射状安装在中心支撑件3上。

中心支撑件3包括适于与支撑板1固定连接的上、下两个圆形底盘、以及连接在两个圆形底盘之间且呈辐射状分布的多个纵向连接板，圆形底盘上设有适于横梁结构插设的插槽。中心支撑件3的这种结构在很大程度上减轻了质量，同时能够满足所需承载载荷的需求。上下两个圆形底盘均通过螺钉与支撑板1连接，在将横梁安装在中心支撑件3上时，将横梁插在圆形底盘的插槽内，并使横梁与纵向连接板之间通过螺钉连接。

纵向支撑结构还包括连接第一横梁2与第二横梁6的至少一个纵梁4，纵梁4与第一横梁2、第二横梁6垂直。纵梁4的设置能够增加上下相邻两层支撑板1的连接刚度，从而确保卫星在该分配器上的连接稳定性。

每一第一横梁2与第二横梁6之间连接一个纵梁4，且纵梁4与第一横梁2、第二横梁6、中心支撑件3围成方形框。弹射器7的一个侧面的上下两边固定在第一横梁2、第二横梁6上，左、右两边抵靠在纵梁4、中心支撑件3上。方形框能够为弹射器7的安装位置进行定位，并且卫星飞行载荷传递到舱体的过程，从上到下为通过纵梁4传递，传力路径简单，没有折弯路径出现，还可以减小对整流罩内空间的占用。并且弹射器7的盖体设在该卫星分配器的朝向外侧的一侧，便于弹射器7自动打开盖体将卫星弹出。纵梁4与横梁之间通过螺钉连接。

位于最上层的支撑板1上连接有若干横向安装板5，横向安装板5适于安装弹射器7，横向安装板5与支撑板1通过螺钉连接。横梁、纵梁4、横向安装板5均采用铝合金机加成型。

横向安装板5设有多个，且每一横向安装板5的大小与弹射器7相适应。具体的，横向安装板5设有三个，因此最上层的支撑板1上可安装三个立方星，该卫星分配器一共可安装15颗标准接口的6u卫星，对应的，一枚运载火箭最多可携带15颗标准接口的6u卫星。

该卫星分配器的最大外径，也就是支撑板1的中心到端部11的距离为1100mm，中心支撑件3的最大外径也就是圆形底盘的直径为150mm，横梁、纵梁4均采用c字型结构，能够较大程度上保证自身刚度。

该卫星分配器能够适用于立方星的安装，并且可通过调整上下相邻的两层支撑板1之间的距离，从而来满足不同规格的立方星的安装，安装时，同一横梁的两侧均可连接立方星，因此，该卫星分配器能够同时安装多颗立方星，多颗卫星可以逐个分离，也可以同一时间段分离，相互之间不会存在碰撞或干涉的风险。该卫星分配器承载大、重量轻、结构简单、便于装配、通用化程度高，其结构形式占用舱内空间较小，能够有效减小末子级火箭的质量，从而提升火箭的运载能力。

实施例2

本实施例提供一种运载火箭系统，如图4所示，包括卫星支架8、以及连接在卫星支架8上的上述实施例中提供的卫星分配器，该运载火箭系统在发射火箭时能够同时分离多颗卫星，降低了单颗卫星发射的成本。具体的，卫星分配器最底层的支撑板1通过螺钉连接到末子级卫星支架8上。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。