北斗三号卫星直接入轨专用平台设计研究

发布时间：2021-06-19 18:42

　　针对北斗三号24颗中轨道（MEO）卫星组批研制、快速组网的任务要求,提出了一种适于一箭多星发射、直接入轨的北斗卫星专用平台的方案并研究了平台关键分系统的核心技术。研究表明,北斗卫星专用平台采用先进的桁架式结构以及综合电子体系架构,具有集成度高、承载效率强、功率质量比大、卫星布局好等特点,不仅有力支持了北斗三号卫星导航系统的建设,对扩展卫星平台型谱,提升宇航能力,拓宽应用前景也具有重大意义。 

【文章来源】：宇航总体技术. 2020,4(06)

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

北斗卫星专用平台电子系统拓扑关系

与其他卫星类似,北斗卫星专用平台结构主要用于承载全部设备,并承受运载火箭/上面级各级发动机工作产生的过载,保证卫星各产品的飞行状态。平台构型布局的约束条件主要包括两个方面,一个是运载/上面级约束,另一个是整星设备布局的约束,如表3所示。表3 构型布局的约束条件Tab.3 Constraints on configuration layout 约束条件 项目要素 要求/指标 运载火箭/上面级约束条件 运载能力 满足运载最大承载要求 运载包络尺寸 满足整流罩内包络要求 运载刚度要求 满足对卫星基频要求 设备布局约束条件 散热 满足卫星有效散热 设备安装位置 满足设备安装与散热 视场 视场、太阳翼受照不能遮挡 羽流 羽流的热、力不影响卫星工作 质量特性 满足运载和卫星控制系统要求

针对运载/上面级和设备布局约束等要求,卫星总体比较了承力筒式、板架式、桁架式等卫星构型方案[5],经综合分析评估,决定采用桁架式结构作为北斗卫星专用平台的主承力结构,如图3所示。卫星的构型由桁架结构和连接在桁架上的蜂窝夹层结构板组成,具有刚度高、装配简单、加工精度易保证、质量小等特点,满足批量化投产和快速研制的要求。考虑最优的传力路径和承载要求,星箭连接方式采用点式爆炸螺栓。在基于载荷功能分区及组批生产的指导思想下,北斗卫星专用平台的布局设计,按照先星外、后星内的原则。首先,划分星外载荷功能区,满足星外天线、太阳翼等大部件及推力器等的安装要求;其次,划分舱内功能区,以满足分系统/系统性能为首要目标进行设备布局,按照产品的成熟度及地面测试需求,由内向外布局,成熟度低的产品,靠近星外,便于拆装,地面测试需要操作的产品,靠近星外,便于操作;最后,复核整星质量特性,微调舱外及舱内设备布局,完成布局设计工作,如图4所示。

【参考文献】：
期刊论文
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[2]上面级直接入轨卫星星箭供电接口设计与验证[J]. 陈世杰,孙世卓,付大伟,曾毅.  航天器工程. 2019(01)
[3]北斗-3卫星的创新和技术特点[J]. 谢军,王金刚.  国际太空. 2017(11)
[4]一箭多星发射的卫星振动环境分析与验证[J]. 朱剑涛,刘晨,钱志英,林宏.  航天器环境工程. 2017(03)
[5]北斗导航试验卫星综合电子软件研制管理经验与启示[J]. 常克武,贾卫松.  航天器工程. 2016(04)
[6]卫星综合电子系统体系结构总体技术研究[J]. 刘帅,王虎妹.  空间电子技术. 2015(06)
[7]国内外运载火箭上面级发展现状分析[J]. 唐军刚,陈塞崎,陈益,刘欣.  中国航天. 2012(09)
[8]一箭多星发射直接入轨的卫星构型研究[J]. 肖伟,陈忠贵,钱志英.  航天器工程. 2012(01)
[9]卫星导航系统及其在空天安全中的重要作用[J]. 范本尧.  航天器工程. 2011(03)



本文编号：3238337