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一种基于蜂窝单元结构的航天器增阻降轨装置

阅读:1026发布:2020-05-12

专利汇可以提供一种基于蜂窝单元结构的航天器增阻降轨装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开一种基于蜂窝单元结构的 航天器 增阻降轨装置,所述装置包括:所述释放控制组件,用于控制释放装置启动;所述释放装置,用于放置增阻球,并在启动时释放增阻球;所述增阻球由多个蜂窝状密闭单元球构成,每个蜂窝状密闭单元内置 升华 物质。本发明的增阻降轨装置启动对航天器工作状态无要求,多单元结构在工作时可有效应对微小空间碎片撞击造成的失效,提高可靠性。,下面是一种基于蜂窝单元结构的航天器增阻降轨装置专利的具体信息内容。

1.一种基于蜂窝单元结构的航天器增阻降轨装置,其特征在于,所述装置包括:释放控制组件、释放装置和增阻球;
所述释放控制组件,用于控制释放装置启动;
所述释放装置,用于放置增阻球,并在启动时释放增阻球;
所述增阻球由多个蜂窝状密闭单元球构成,每个蜂窝状密闭单元内置升华物质。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述释放装置为收纳盒,收纳盒体一端由可控开合的组成,启动时,收纳盒的可控门打开,在外界空间环境作用下,增阻球从收纳盒中弹出。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,每个蜂窝状密闭单元球由里到外依次包括承层、气密层和防护层。
4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述蜂窝状密闭单元球内的升华物质升华,使该单元球膨胀。
5.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述承力层包括高强聚乙烯纤维、、对位芳纶、聚芳酯纤维和基龙或PBO,所述气密层包括聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚偏二氯乙烯、乙烯-乙烯醇共聚物或聚酯类,所述防护层包括高分子氟化物。
6.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述升华物质包括碘或氯化
7.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述释放控制组件包括监测单元和控制单元;
所述监测单元,用于监测航天器的工作状态,一旦检测到并三次确认航天器失效,则向控制单元发送启动释放装置的指令;
所述控制单元,用于在接收启动释放装置的指令后,启动释放装置。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述监测单元通过监测航天器的主控计算机时钟信号时钟信号连续五分钟或定义阈值丢失,则判断航天器为一次失效。

说明书全文

一种基于蜂窝单元结构的航天器增阻降轨装置

技术领域

[0001] 本发明涉及航空航天技术领域,具体地涉及一种基于蜂窝单元结构的航天器增阻降轨装置。

背景技术

[0002] 离轨帆是航天器工作寿命结束后,增加大气阻尼,快速离轨结束轨道寿命的一种增阻装置,对保护近地空间轨道资源具有重要意义。离轨帆工作时要求航天器具有姿态控制能,以顺利展开帆面,但部分航天器因恶劣的空间辐射环境等意外提前终止工作,失去姿态控制能力,此时离轨帆无法正常工作。后续发展的离轨球,虽能规避姿态控制的要求,但运行在近地轨道时,极易被微小空间碎片碰撞造成气体泄漏而失效。
[0003] 现有的航天器降轨装置及缺陷:1.反推喷气装置,需要姿态控制和剩余推进剂,成本高,部分卫星不具备机动能力;2.离轨帆,展开有姿态要求,微小碎片撞击后易失效;3.离轨球,微小碎片撞击后易失效;4.电动系绳离轨,释放装置复杂,离轨效果弱;以上装置均不具备自动启动能力,在航天器意外失效的同时失效。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于,提供一种基于蜂窝单元结构的航天器增阻降轨装置,采用蜂窝单元结构,升华式膨胀方法,独立的卫星状态监测装置,可降低对航天器工作状态的需求,有效解决航天器意外失效时离轨帆无法工作的情况。同时,可有效规避的离轨球因微小空间碎片撞击而失效的情况。
[0005] 本发明提供一种基于蜂窝单元结构的航天器增阻降轨装置,所述装置包括:释放控制组件、释放装置和增阻球;
[0006] 所述释放控制组件,用于控制释放装置启动;
[0007] 所述释放装置,用于放置增阻球,并在启动时释放增阻球;
[0008] 所述增阻球由多个蜂窝状密闭单元球构成,每个蜂窝状密闭单元内置升华物质。
[0009] 作为上述装置的一种改进,所述释放装置为收纳盒,收纳盒体一端由可控开合的组成,启动时,收纳盒的可控门打开,在外界空间环境作用下,增阻球从收纳盒中弹出。
[0010] 作为上述装置的一种改进,每个蜂窝状密闭单元球由里到外依次包括承力层、气密层和防护层。
[0011] 作为上述装置的一种改进,所述蜂窝状密闭单元球内的升华物质升华,使该单元球膨胀。
[0012] 作为上述装置的一种改进,所述承力层包括高强聚乙烯纤维、对位芳纶、聚芳酯纤维和基龙或PBO等,所述气密层包括聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚偏二氯乙烯、乙烯-乙烯醇共聚物或聚酯类等,所述防护层包括高分子氟化物。
[0013] 作为上述装置的一种改进,所述高分子氟化物包括聚氟乙烯。
[0014] 作为上述装置的一种改进,所述升华物质包括碘或氯化
[0015] 作为上述装置的一种改进,所述释放控制组件包括监测单元和控制单元;
[0016] 所述监测单元,用于监测航天器的工作状态,一旦检测到并三次确认航天器失效,则向控制单元发送启动释放装置的指令;
[0017] 所述控制单元,用于在接收启动释放装置的指令后,启动释放装置。
[0018] 作为上述装置的一种改进,所述监测单元通过监测航天器的主控计算机时钟信号时钟信号连续五分钟或定义阈值丢失,则判断航天器为一次失效。
[0019] 与现有技术相比,本发明的优势在于:
[0020] 1、基于蜂窝单元结构的航天器增阻降轨球,由多个蜂窝状单元组成,可以增大可靠性和冗余度、有效应对微小碎片撞击造成的失效。
[0021] 2、本增阻降轨装置启动对航天器工作状态无要求,多单元结构在工作时可有效应对微小空间碎片撞击造成的失效,提高可靠性。附图说明
[0022] 图1为本发明蜂窝单元结构的示意图;
[0023] 图2为本发明航天器增阻降轨装置示意图。

具体实施方式

[0024] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0025] 本发明提供一种基于蜂窝单元结构的航天器增阻降轨装置,所述装置包括:释放控制组件、释放装置和增阻球;
[0026] 所述释放控制组件,用于控制释放装置启动;所述释放控制组件包括监测单元和控制单元;所述监测单元,用于监测航天器的工作状态,一旦检测到并三次确认航天器失效,则向控制单元发送启动释放装置的指令;所述监测单元通过监测航天器的主控计算机时钟信号,如果时钟信号连续五分钟(或定义阈值)丢失,则判断航天器为一次失效。所述控制单元,用于在接收启动释放装置的指令后,启动释放装置。
[0027] 所述释放装置,用于放置增阻球,并在启动时释放增阻球;所述释放装置为收纳盒,收纳盒体一端由可控开合的门组成,启动时,收纳盒的可控门打开,在外界空间环境作用下,增阻球从收纳盒中弹出。
[0028] 所述增阻球由多个蜂窝状密闭单元球构成,每个蜂窝状密闭单元内置升华物质。所述蜂窝状密闭单元球内的升华物质升华,使该单元球膨胀。所述升华物质包括碘或氯化铝。
[0029] 每个蜂窝状密闭单元球由里到外依次包括承力层、气密层和防护层。所述承力层包括高强聚乙烯纤维、Dyneema R(高强聚乙烯纤维)、Kevlar R(对位芳纶)、Vectran R(聚芳酯纤维)和Zylon R(基龙,PBO)等,所述气密层包括聚氟乙烯、Tedlar(PVF,聚氟乙烯)、PVDF(聚偏二氟乙烯)、PVDC(聚偏二氯乙烯)、EVOH(乙烯-乙烯醇共聚物)、Mylar(聚酯类)等,所述防护层包括高分子氟化物。所述高分子氟化物包括聚氟乙烯。
[0030] 某近地轨道通讯星座卫星X,在星体外表面固连该蜂窝结构降轨装置(简称降轨装置)。该卫星工作三年后因空间微小碎片撞击,导致太阳能帆板严重受损,进而能源供应不能满足日常工作所需,卫星失效,主控计算机停止工作。降轨装置监测到卫星主控时钟信号消失,三次确认后降轨装置启动释放,开启仓门,在外界空间环境(光和热)作用下,蜂窝单元内的物质升华,各单元膨胀,将增阻球推出受控仓。出仓后,增阻球各单元继续膨胀直至完成。
[0031] 在增阻降轨装置阻力力矩做用下,X卫星姿态逐步趋于稳定,呈卫星在前、增阻球在后的运行姿态,数月后该失效卫星坠入大气层烧毁。
[0032] 最后所应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,都不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
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