具有适用于载荷筒内安装的接口的结构及安装方法与流程

本发明涉及航天飞行器结构产品，具体地，涉及具有适用于载荷筒内安装的接口的结构及安装方法。尤其适用于大质量载荷筒内安装。

背景技术：

1、目前，由于卫星的功能需求越来越多，对卫星提出了越来越高的要求，使得卫星朝着高稳定、高精度、高分辨率方向发展，这除了对大型卫星有效载荷提出了更高的性能要求之外，还对卫星平台结构在轨运行的力学环境、精度稳定性等提出了更加苛刻的要求。对于安装在卫星中心承力筒内的有效载荷，由于载荷尺寸大、精度要求高，安装接口的刚度强度和精度保持将对其承载的有效载荷的功能性能实现产生重要影响。因此，对大质量载荷筒内安装的接口结构设计以实现连接强度、刚度和精度稳定性是当前大型卫星结构平台与载荷协同设计的重点和难点。

2、常规的筒内载荷安装设计多采用单法兰结构，有效载荷的安装精度通过定位销、精测等工艺手段来保证，而随着卫星有效载荷的质量和尺寸量级的增大，使用传统设计方法加工、装配出的安装接口，其局部强度刚度、精度稳定性等已难以满足新型有效载荷的安装需求。因此，针对新型大型卫星有效载荷，设计一种大质量载荷筒内安装的接口结构设计，可同时实现安装精度控制和刚度强度设计，成为卫星结构装配技术亟待解决的问题。

3、对现有技术进行检索：专利文献cn107323700a公开的针对数传天线提供筒内单法兰安装板的接口结构，以及专利文献cn107600983a公开的在卫星顶部通过单法兰为载荷提供高刚度、高稳定安装的接口结构，均为单法兰结构，不能形成主支撑、辅助支撑的配合。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种具有适用于载荷筒内安装的接口的结构以及安装方法。

2、根据本发明提供的一种具有适用于载荷筒内安装的接口的结构，包括：承力筒1、顶面压环3、底面承力环4；

3、顶面压环3设置在承力筒1顶部，底面承力环4设置在承力筒1的底部；

4、底面承力环4设置有沿轴向向上延伸的导向定位销8和/或精度复位销9。

5、优选地，还包括筒内载荷2；

6、筒内载荷2安装在承力筒1的内部；

7、承力筒1通过顶面压环3对筒内载荷2提供承力作用；

8、底面承力环4对筒内载荷2提供承力作用。

9、优选地，承力筒1包括筒体、承力筒上端框6、承力筒下端框7；

10、顶面压环3设置在承力筒上端框6顶部，底面承力环4设置在承力筒下端框7底部。

11、顶面压环3为筒内载荷2的上法兰提供安装接口，底面承力环4为筒内载荷2的下法兰提供安装接口；筒内载荷2的力分散到底面承力环4和承力筒上端框6。

12、优选地，所述顶面压环3为一体化环形结构，包括高位水平部、高低连接部、低位水平部；

13、高位水平部为位于承力筒1上方的环形结构，在承力筒1的径向外侧通过承力筒上端框6连接承力筒1；

14、低位水平部为位于承力筒1内部的环形结构，在承力筒1的径向内侧连接筒内载荷2；

15、高低连接部为环形结构，上端连接高位水平部的内缘，下端连接低位水平部的外缘；

16、高位水平部与承力筒上端框6之间设置有垫片。

17、优选地，所述底面承力环4为一体化环形结构，安装在位于承力筒1外侧壁的承力筒下端框7和筒内载荷2的下法兰之间，同时与卫星星箭连接环相连。

18、优选地，导向定位销8与筒内载荷2底部的定位孔相配合，以引导筒内载荷2在承力筒1内下行；

19、精度复位销9与筒内载荷2底部的销孔相配合连接；

20、导向定位销8的顶端高于精度复位销9的顶端；筒内载荷2下行时先接触导向定位销8。

21、根据本发明提供的一种卫星，包括所述的具有适用于载荷筒内安装的接口的结构；

22、底面承力环4与卫星星箭连接环相连。

23、根据本发明提供的一种所述的具有适用于载荷筒内安装的接口的结构的安装方法，其特征在于，包括：

24、连接底面承力环4与承力筒1的承力筒下端框7构成的下法兰；

25、将筒内载荷2从承力筒1顶部垂直吊装进入承力筒1的筒体内，通过导向定位销8和精度复位销9安装精度调节到位后，筒内载荷2与底面承力环4进行螺钉连接；

26、安装顶面压环3以连接承力筒上端框6与筒内载荷2，将筒内载荷2上法兰的力传递到承力筒1上。

27、优选地，顶面压环3在垂直方向上若存在尺寸精度偏差，则对顶面压环3进行修配或增加垫片处理。

28、优选地，筒内载荷2装入承力筒1，筒内载荷2的下法兰距离底面承力环4于小于等于50mm时，通过导向定位销8引导继续下行，通过精度复位销9以满足载荷安装和重复拆装时的精度保证。

29、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

30、1、整个连接设计采用了双法兰安装形式，下法兰作主支撑，上法兰作辅助支撑，且在安装过程中纵向高度可微调，可用于安装精度调节。其中，载荷安装在承力筒的内部，顶面压环为上法兰提供安装接口，底面承力环为下法兰提供安装接口。

31、2、承力筒起到主要的承力作用，将筒内载荷的受力分散到底面承力环和承力筒的上法兰，并直接传递给星箭连接环及运载火箭。

32、3、底面承力环上设置有导向定位销，便于载荷在筒内安装和重复拆装，同时减少精度复位的工作。

33、4、底面承力环上设置有精度复位销，以满足载荷在筒内安装和重复拆装时精度复位的需要。

技术特征：

1.一种具有适用于载荷筒内安装的接口的结构，其特征在于，包括：承力筒(1)、顶面压环(3)、底面承力环(4)；

2.根据权利要求1所述的具有适用于载荷筒内安装的接口的结构，其特征在于，还包括筒内载荷(2)；

3.根据权利要求1所述的具有适用于载荷筒内安装的接口的结构，其特征在于，承力筒(1)包括筒体、承力筒上端框(6)、承力筒下端框(7)；

4.根据权利要求3所述的具有适用于载荷筒内安装的接口的结构，其特征在于，所述顶面压环(3)为一体化环形结构，包括高位水平部、高低连接部、低位水平部；

5.根据权利要求3所述的具有适用于载荷筒内安装的接口的结构，其特征在于，所述底面承力环(4)为一体化环形结构，安装在位于承力筒(1)外侧壁的承力筒下端框(7)和筒内载荷(2)的下法兰之间，同时与卫星星箭连接环相连。

6.根据权利要求1所述的具有适用于载荷筒内安装的接口的结构，其特征在于，导向定位销(8)与筒内载荷(2)底部的定位孔相配合，以引导筒内载荷(2)在承力筒(1)内下行；

7.一种卫星，其特征在于，包括权利要求1至6中任一项所述的具有适用于载荷筒内安装的接口的结构；

8.一种权利要求1至6中任一项所述的具有适用于载荷筒内安装的接口的结构的安装方法，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的具有适用于载荷筒内安装的接口的结构的安装方法，其特征在于，顶面压环(3)在垂直方向上若存在尺寸精度偏差，则对顶面压环(3)进行修配或增加垫片处理。

10.根据权利要求9所述的具有适用于载荷筒内安装的接口的结构的安装方法，其特征在于，筒内载荷(2)装入承力筒(1)，筒内载荷(2)的下法兰距离底面承力环(4)于小于等于50mm时，通过导向定位销(8)引导继续下行，通过精度复位销(9)以满足载荷安装和重复拆装时的精度保证。

技术总结
本发明提供了一种具有适用于载荷筒内安装的接口的结构及安装方法，包括中心承力筒、顶面压环和底板承力环；其中，中心承力筒包括筒体、承力筒上端框和承力筒下端框；顶面压环设置在承力筒上端框顶部；底面承力环设置在承力筒下端框底部。本发明采用了双法兰安装精度控制设计，在此基础上，解决了大质量载荷筒内双法兰安装的接口结构设计的安装精度控制和拆装复位难题，具有安装精度高、拆装复位易于实现和承载能力强三种特性，满足了大质量载荷筒内安装的需求，同时具有结构形式新颖、质量较轻等特点，从而保证卫星在轨运行效果、提高在轨运行稳定性。

技术研发人员：程尧,张宗华,陈占胜,许斌,顾永坤,任三孩,吴方玉
受保护的技术使用者：上海卫星工程研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14