低轨道立方体卫星多星在轨自动释放系统技术的制作方法

xiaoxiao2026-07-17  20


本发明涉及卫星工程及航天器设计。


背景技术:

1、迄今为止,立方体卫星群发及一箭多星发射限于较小数量的客体搭载发射。即在发射较大型卫星时,临时加带少数量的立方体卫星放射,用于试验或检测。搭载发射立方体卫星时,立方体卫星被从火箭载荷仓中直接抛出,目前国内尚无标准的立方体卫星在轨释放技术和装置。因此,大规模应用和发射立方体卫星受到多星在轨自动释放技术没能解决的限制。

2、本发明的目的:解决低轨道(leo)立方体卫星多星自动在轨释放的工程技术应用,可以实现一箭多星(可达120颗标准立方体单元卫星)发射并自动准确释放进入预定轨位。


技术实现思路

0、
技术实现要素:

1、本发明的低轨道立方体卫星在轨自动释放系统技术,系统由圆柱形结构体、卫星仓、滑道、弹射机构、释放机构、止动机构和控制器等要素构成。另有空间动力装置和空间通信装置与本系统配合工作,分别置于圆柱结构体两端,由控制器控制。空间动力装置和空间通信装置不在本系统叙述和请求权利要求之内。

2、所述圆柱形结构体横截面径向尺寸与运载火箭载荷仓内圆柱面相配合,选用其系列标准模数。圆柱形结构体沿端面法线方向分为4层结构,每层设2个卫星仓,相背而设,共8个卫星仓。所述卫星仓设有3列滑道机构,每列滑道机构可装载并释放5个立方体单元卫星,如图2所示。所述滑道机构每列可以串置5个立方体单元卫星,最大可以装载释放5u规格立方体卫星。所述弹射机构是由直线步进电动机为动力的推动机构,由控制器控制,分别对两个相背方向的两列滑道上被释放立方体卫星施加直线推力,同时按照被释放立方体卫星尺寸规格进动标准距离,将目标立方体卫星推出卫星仓。所述释放机构是在滑道上按照1u立方体卫星尺寸设置的可控止动机构。非释放状态时将目标立方体卫星锁止在滑道上;释放状态时,释放机构与弹射机构联动,释放止动阀,使得目标立方体卫星可以滑出卫星仓。

3、所述控制器置于圆柱形结构体s1层,如图3所示。控制器对卫星仓、弹射机构、释放机构的采集信号检测并实施控制;控制器通过天线装置、空间通信装置接收及发送信息,并对空间动力装置实施控制,如图4所示。控制器通过天线装置实时接收4颗导航定位卫星的定位信号,解算出本释放系统所处空间位置数据,并通过空间通信装置将系统所处空间位置数据实时发送到地球信号关口站及测控中心,同时接收测控中心的指令,适时、适位释放相关立方体卫星。

4、所述控制器对置于圆柱形结构体s4层的2部空间动力装置(如图3所示)实施控制,实现立方体卫星释放系统本体的轨位迁移和姿态偏差校正,保证每一颗立方体卫星在准确轨位被释放。



技术特征:

1.本发明的低轨道立方体卫星多星在轨自动释放系统技术,其特征在于,系统由圆柱形结构体、卫星仓、滑道、弹射机构、释放机构、控制器等组成;所述立方体卫星多星在轨自动释放系统圆柱形结构体由运载火箭运载于预定轨道,启动卫星释放流程;所述控制器通过天线装置接收导航定位卫星的定位信号,解算出卫星释放系统的空间位置数据,当飞临立方体卫星的预定轨位时,控制器控制弹射机构和释放机构将卫星仓内的相应立方体卫星经滑道推出,实现该立方体卫星的在轨释放;所述卫星释放系统可以装载和在轨释放120颗立方体单元卫星。

2.根据权利要求1的“低轨道立方体卫星在轨自动释放系统技术”,其特征在于,所述圆柱形结构体为4层结构,每层设2个卫星仓,每个卫星仓设3条滑道,每条滑道可装载和释放5个标准立方体单元卫星,合计装载和释放120个标准立方体单元卫星;所述圆柱形结构体外圆柱面与运载火箭载荷仓的内圆柱面为动配合,由运载火箭发射运载至预定轨道,成为立方体卫星释放的母体卫星的方法。

3.根据权利要求1的“低轨道立方体卫星多星在轨自动释放系统技术”,其特征在于,所述弹射机构是由直线步进电动机为动力的精密步进推力装置,可以双向工作,置于同层两卫星仓之间;所述弹射机构的3副弹射推杆对应两个卫星仓中相背的3条滑道,每副弹射推杆可以向弹射方向相反的两条滑道上的立方体卫星分别提供弹射推力,确保目标立方体卫星准确弹射出仓的方法。

4.根据权利要求1的“低轨道立方体卫星多星在轨自动释放系统技术”,其特征在于,所述立方体卫星释放机构是在滑道上按照立方体卫星单元规格设置5个可控止动阀;非释放状态下,滑道上所有止动阀凸起,将每个立方体卫星单元锁止在滑道上;释放状态下,控制器控制目标立方体卫星所置滑道上的释放机构止动阀全部开锁,同时控制弹射机构的直线步进电动机驱动弹射杆向前进动被释放立方体卫星的纵向长度距离,仅将目标立方体卫星推出卫星仓;同时,滑道上所有止动阀凸起,将非即时释放立方体卫星锁止在滑道上,以备再次释放的方法。

5.根据权利要求1的“低轨道立方体卫星多星在轨自动释放系统技术”,其特征在于,所述立方体卫星滑道横截面为形;对应立方体卫星下基板的规板横截面为形,立方体卫星装入滑道契合后,限制了立方体卫星在弹射方向的左右位移;所述释放机构的止动阀凸起时嵌入立方体卫星下基板契孔,限制了立方体卫星在弹射方向的上下、前后位移;使得卫星仓中搭载的多颗立方体卫星在极高速运动中的6个自由度完整锁定的方法。

6.根据权利要求1的“低轨道立方体卫星多星在轨自动释放系统技术”,其特征在于,本系统执行特定的立方体卫星多星在轨自动释放主程序流程。


技术总结
本发明公开了一种低轨道(LEO)立方体卫星多星在轨自动释放系统技术。实现方法是,本系统由圆柱形结构体、卫星仓、滑道、弹射机构、释放机构、止动机构和控制器等要素构成,如附图1所示;所述圆柱形结构体外圆柱面与运载火箭装载仓内圆柱面为动配合。在运载火箭飞临被释放立方体卫星预定运行轨道时,将圆柱结构体弹射入轨;本系统控制器启动,测定圆柱结构体在轨参数,按预设程序释放立方体卫星入轨;立方体卫星置于卫星仓内,共计4层8个卫星仓,每个卫星仓可以装载15个标准立方体单元卫星,合计可装载120个立方体单元卫星,即120U;立方体卫星规格可以是1U、2U、3U、4U、5U;被释放立方体卫星由弹射器推动,沿滑道推出,经释放机构释放进入空间轨道轨位;控制器释放各卫星节奏由预设顺序程序控制,也可以由地面卫星飞行控制中心控制,实现了一箭多星发射、按序准确入轨。

技术研发人员:刘铁华
受保护的技术使用者:刘铁华
技术研发日:
技术公布日:2024/9/23
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