一种空间网络化电缆支架的制作方法

本发明属于高轨卫星设计领域，涉及一种空间网络化电缆支架。

背景技术：

随着航天技术的快速发展，越来越多的卫星承载能力增强，仪器设备布局的密度增大，尤其是通信舱，搭载了更多大功率、大重量的载荷设备，随之带来的是高频电缆数量明显增多，高频电缆的走向空间急剧减少。同时随着仪器设备的增多，各类电缆，如信号电缆、功率电缆等也大量增加，走向也变得纷繁复杂，而且部分电缆对热耗要求很高，其余部分与固态放大器相连的高频电缆有等长及最小间距要求，即应满足高频传输信号的幅相一致性要求，传统的电缆走向布局及走向绑扎方法已无法满足这些新的需求。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种空间网络化电缆支架，利用改良的支架开拓上层空间、形成网格交织的电缆布局技术，进而提高卫星总装设计及实施的便利性和可靠性。

本发明解决技术的方案是：

一种空间网络化电缆支架，所述电缆支架为倒置u形框架；电缆支架的顶部设置有4组腰型孔；依次为第一腰型孔组、第二腰型孔组、第三腰型孔组和第四腰型孔组；电缆支架每个侧壁分别设置有1组第五腰型孔组；2组第五腰型孔组对称分布；且电缆支架每个侧壁设置有1个大减轻孔组；2组大减轻孔组对称分布；电缆支架每个侧壁的2端面分别设置有1个小减轻孔组；共4个小减轻孔组；每个侧壁2端面的2组小减轻孔组对称分布。

在上述的一种空间网络化电缆支架，电缆支架高为230mm；宽为125mm；厚度为45mm；电缆支架采用铝合金材料，牌号为2a12t4；电缆支架质量小于170g。

在上述的一种空间网络化电缆支架，所述第一腰型孔组包括3个腰型孔；3个腰型孔沿电缆支架的顶部轴向均匀分布；第二腰型孔组包括2个腰型孔；2个腰型孔沿电缆支架的顶部轴向均匀分布；第三腰型孔组包括2个腰型孔；2个腰型孔沿电缆支架的顶部轴向均匀分布；第四腰型孔组包括3个腰型孔；3个腰型孔沿电缆支架的顶部轴向均匀分布。

在上述的一种空间网络化电缆支架，所述腰型孔为矩形通孔结构；长为22mm；宽为5mm；第一腰型孔组、第二腰型孔组、第三腰型孔组和第四腰型孔组中各组腰型孔内相邻2个腰型孔的间距l1为5-7mm；第一腰型孔组、第二腰型孔组、第三腰型孔组和第四腰型孔组相邻2组腰型孔的间距l2为10-14mm。

在上述的一种空间网络化电缆支架，所述第五腰型孔组包括3个腰型孔；3个腰型孔沿电缆支架侧壁竖直方向分布；从上至下，第一个腰型孔与第二个腰型孔的间距为l1；第二个腰型孔与第三个腰型孔的间距为l2.。

在上述的一种空间网络化电缆支架，所述大减轻孔组包括3个大减轻孔；3个大减轻孔沿电缆支架侧壁竖直方向均匀分布；大减轻孔为矩形通孔结构；大减轻孔长l3为40mm；宽l4为25mm；相邻2个大减轻孔的间距l5为15mm。

在上述的一种空间网络化电缆支架，所述小减轻孔组包括12个小减轻孔；12个小减轻孔沿电缆支架侧壁端面竖直方向均匀分布；小减轻孔为矩形通孔结构；小减轻孔常委6mm；宽为4mm。

在上述的一种空间网络化电缆支架，所述电缆支架的使用过程为：

将外部电缆通过锦纶胶带进行外壁缠绕；将环状特氟龙扎带穿过相邻2个腰型孔；将外部电缆穿过环状特氟龙扎带；使外部电缆缠绕锦纶胶带的部分与特氟龙扎带的内壁接触；拉紧特氟龙扎带实现对外部电缆的绑缚。

在上述的一种空间网络化电缆支架，所述特氟龙扎带的带宽分为4.8mm和7.6mm两种。

在上述的一种空间网络化电缆支架，当相邻2个腰型孔间距为l1时，使用带宽为4.8mm的特氟龙扎带；且带宽为4.8mm的特氟龙扎带用绑缚的外部电缆直径不大于25mm；当相邻2个腰型孔间距为l2时，使用带宽为7.6mm的特氟龙扎带；且带宽为7.6mm的特氟龙扎带绑缚的外部电缆直径为25-35mm。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本发明提供的一种空间网络化的电缆布局方法将平面升级成空间，利用上层空间增大布局面积，有效的增加了电缆网的容积量，填补了电缆布局的占空比；

(2)本发明保证了同来源、同走向、同类型的高频电缆的长度一致性，显著提升了载荷收发通道的幅相一致性要求；

(3)本发明实现了将不同类型的电缆实现物理分层，避免了电缆之间的交叉干扰，提高了高。低频电缆的可靠性和安全性；

(4)本发明可以有效地将热耗条件一致的电缆进行分束绑扎，并将热耗条件不同的电缆束进行物理分层，避免电缆间被动的热传递，提高电缆网的使用寿命；

(5)本发明提供的空间网络化布局方法将电缆支架与电缆束采用了一定的空间“编织”方式进行组合，形成的整体刚度性能显著提升，有效的避免了发射时复杂的力学工况而引起的振动、电缆磕碰等现象。

附图说明

图1为本发明电缆支架整体示意图；

图2为本发明电缆支架顶端示意图；

图3为本发明电缆支架侧视图；

图4为本发明电缆支架正视图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步阐述。

本发明提供一种空间网络化的电缆支架，将针对这些亟待解决的问题，巧妙的回避了传统的平面化电缆网走向技术，突破电缆网布局设计极限，提出了一种利用改良的支架开拓上层空间、形成网格交织的电缆布局技术，进而提高卫星总装设计及实施的便利性和可靠性。本发明旨在弥补现有该领域的技术空白；对于大载荷、大密度的卫星而言，其布局空间及其紧张，设备布局完成后留给电缆走向的空间非常有限，且不同电缆由于热耗不一致等多种因素需要进行物理隔离，所以电缆网必须利用上层空间实现物理分层。通信舱中有效载荷收发通道的幅相一致性要求是卫星有效载荷的重要性能指标，单机之间相连的高频电缆长度一致，即电磁损耗一致，可以有效的解决有效载荷的这一指标。对于布局复杂的舱段来说，一个电缆通路里将同时存在功率电缆、信号电缆和高频电缆，通过空间网络化的电缆布局方法可以有效的将这些不同类型的电缆进行物理隔离，电缆之间将不再相互影响。对于数量、类型纷繁复杂的电缆而言，本发明提供的空间网络化布局方法力学性能良好，可以经受住发射时的复杂力学工况。

空间网络化电缆支架，如图1所示，具体形式为：电缆支架1为倒置u形框架；电缆支架1高为230mm；宽为125mm；厚度为45mm；电缆支架1采用铝合金材料，牌号为2a12t4；电缆支架1质量小于170g。电缆支架1的顶部设置有4组腰型孔；依次为第一腰型孔组11、第二腰型孔组12、第三腰型孔组13和第四腰型孔组14；电缆支架1每个侧壁分别设置有1组第五腰型孔组15；2组第五腰型孔组15对称分布；且电缆支架1每个侧壁设置有1个大减轻孔组16；2组大减轻孔组16对称分布；电缆支架1每个侧壁的2端面分别设置有1个小减轻孔组17；共4个小减轻孔组17；每个侧壁2端面的2组小减轻孔组17对称分布。电缆支架1以一定规律均匀分布，高频或低频电缆由处于通信链路或逻辑电路上游的单机设备出发，选择类型相同、热耗相同、目标位置相同或相近的几根电缆为一单元形成一个电缆束，以外部电缆束为每个最小单位，按照电缆的实际走向并以路径上的电缆支架为依托，用锦纶胶带固定于特氟龙扎带上，每个最小单位根据各自的性质，如热耗等特性，分别坐落于电缆支架的不同高度位置上，保持一定距离做到单位与单位之间的物理隔离，进而电缆网将呈现出空间网络化分布的形式。

如图2所示，第一腰型孔组11包括3个腰型孔2；3个腰型孔2沿电缆支架1的顶部轴向均匀分布；第二腰型孔组12包括2个腰型孔2；2个腰型孔2沿电缆支架1的顶部轴向均匀分布；第三腰型孔组13包括2个腰型孔2；2个腰型孔2沿电缆支架1的顶部轴向均匀分布；第四腰型孔组14包括3个腰型孔2；3个腰型孔2沿电缆支架1的顶部轴向均匀分布。腰型孔2为矩形通孔结构；长为22mm；宽为5mm；第一腰型孔组11、第二腰型孔组12、第三腰型孔组13和第四腰型孔组14中各组腰型孔内相邻2个腰型孔2的间距l1为5-7mm；第一腰型孔组11、第二腰型孔组12、第三腰型孔组13和第四腰型孔组14相邻2组腰型孔的间距l2为10-14mm。

第五腰型孔组15包括3个腰型孔2；3个腰型孔2沿电缆支架1侧壁竖直方向分布；从上至下，第一个腰型孔2与第二个腰型孔2的间距为l1；第二个腰型孔2与第三个腰型孔2的间距为l2.，如图3所示。大减轻孔组16包括3个大减轻孔3；3个大减轻孔3沿电缆支架1侧壁竖直方向均匀分布；大减轻孔3为矩形通孔结构；大减轻孔3长l3为40mm；宽l4为25mm；相邻2个大减轻孔3的间距l5为15mm。

小减轻孔组17包括12个小减轻孔4；12个小减轻孔4沿电缆支架1侧壁端面竖直方向均匀分布；小减轻孔4为矩形通孔结构；小减轻孔4常委6mm；宽为4mm。如图4所示。

电缆支架1的使用过程为：

将外部电缆通过锦纶胶带进行外壁缠绕；将环状特氟龙扎带穿过相邻2个腰型孔2；每两个腰型孔2实现安装一个特氟龙扎带；将外部电缆穿过环状特氟龙扎带；使外部电缆缠绕锦纶胶带的部分与特氟龙扎带的内壁接触；拉紧特氟龙扎带实现对外部电缆的绑缚。特氟龙扎带的带宽分为4.8mm和7.6mm两种。当相邻2个腰型孔2间距为l1时，使用带宽为4.8mm的特氟龙扎带；且带宽为4.8mm的特氟龙扎带用绑缚的外部电缆直径不大于25mm；当相邻2个腰型孔2间距为l2时，使用带宽为7.6mm的特氟龙扎带；且带宽为7.6mm的特氟龙扎带绑缚的外部电缆直径为25-35mm。

本发明设计的这种电缆支架1为电缆网的走向布局提供了丰富的上层空间，通过该支架的组合能有效解决大载荷、大密度的卫星目前存在的电缆网过多而无法布局的问题，进而提高了卫星总装设计及实施过程中的便利性，并为未来型号提供更多选择。实际装配过程中采用多个电缆支架1实现电缆的轴向走向固定；相邻2个电缆支架1间的跨长为250mm。

如果对高频电缆进行分层绑扎，为了保证有效载荷的幅相一致性，要求无热耗的电缆工作温度维持低温，有热耗但无功率集中模式的电缆工作温度维持在较高温度，有热耗且有功率集中模式的电缆工作温度维持在更高温度之间，即这三类高频电缆应该分束、分层布置。有热耗的电缆最多四根成束，束与束之间相隔一定距离；并且在有功率集中模式的电缆，在同束的四根里面只能有一根存在功率集中的状态，而且同时另外几根电缆热耗近似为0，可以有效避免热耗相互传导的问题。

如果是混合电缆，电缆中包含高频电缆、低频电缆、功率电缆等。此时，散热要求越严格的电缆束如功率电缆等应尽量布置在最上层，这样空间辐射面积大、体积广，有利于电缆散热；信号电缆等无热耗要求的可以布置在下层。不同类型的电缆分层布局充分利用纵向空间，这样电缆之间既无信号干扰又无热传导干扰。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。