本發(fā)明涉及衛(wèi)星主結(jié)構(gòu)、星上載荷布局設(shè)計與電纜網(wǎng)領(lǐng)域，尤其涉及電纜網(wǎng)與星上載荷布局、衛(wèi)星主結(jié)構(gòu)的一體化設(shè)計。

背景技術(shù)：

1、平板式衛(wèi)星因其結(jié)構(gòu)形式適用于大規(guī)模低軌星座部署且能降低發(fā)射成本，已成為現(xiàn)在衛(wèi)星設(shè)計的一大發(fā)展趨勢。

2、對于封閉式平板衛(wèi)星，受其高度限制，其衛(wèi)星艙內(nèi)空間有限，使得電纜布線的布局設(shè)計格外困難；此類衛(wèi)星結(jié)構(gòu)還常常面臨著上下單機(jī)載荷相互連接的問題，進(jìn)而導(dǎo)致在合艙階段往往出現(xiàn)布線復(fù)雜、上下轉(zhuǎn)接電纜多的現(xiàn)象，不僅會導(dǎo)致電纜重量進(jìn)一步增加，還可能會導(dǎo)致電纜轉(zhuǎn)彎半徑不足或干涉其他星上載荷，最終影響整星的安裝效率和系統(tǒng)可靠性。電纜網(wǎng)作為衛(wèi)星的重要組成部分，連接著不同單機(jī)設(shè)備，在電源、信號傳輸、控制信號傳遞等方面有著關(guān)鍵作用，而電纜網(wǎng)的設(shè)計在重量、體積、可靠性能等多方面的面臨挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)電纜網(wǎng)通常將電纜布局和整星結(jié)構(gòu)設(shè)計分開設(shè)計，就會導(dǎo)致電纜布局復(fù)雜，空間利用率低，重量增加等問題，影響整星性能需求。

3、在大型平板衛(wèi)星總體設(shè)計中，由于星上單機(jī)載荷數(shù)量顯著增加，電纜的使用空間也會大量增長，在當(dāng)前火箭整流罩尺寸的限制下，衛(wèi)星高度因內(nèi)部電纜使用空間而增加，將會對單次平板式衛(wèi)星堆疊發(fā)射的數(shù)量產(chǎn)生影響。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提出了封閉式平板衛(wèi)星的總體設(shè)計方法及總體結(jié)構(gòu)，解決了現(xiàn)有封閉式平板衛(wèi)星所存在的艙內(nèi)空間有限使得電纜布線的布局設(shè)計困難，使得電纜布局復(fù)雜、空間利用率低、重量增加，進(jìn)而影響整星性能的問題。

2、本發(fā)明所述的封閉式平板衛(wèi)星的總體設(shè)計方法，所述方法包括以下步驟：

3、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟：封閉式平板衛(wèi)星的總體結(jié)構(gòu)包括衛(wèi)星主體結(jié)構(gòu)、各種單機(jī)載荷以及電纜網(wǎng)；

4、主體結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟：所述衛(wèi)星主體結(jié)構(gòu)包括蜂窩結(jié)構(gòu)板ⅰ，蜂窩結(jié)構(gòu)板ⅱ以及主結(jié)構(gòu)框架；

5、主體連接設(shè)計步驟：所述蜂窩結(jié)構(gòu)板ⅰ和蜂窩結(jié)構(gòu)板ⅱ上下設(shè)置，并通過主結(jié)構(gòu)框架連接；所述蜂窩結(jié)構(gòu)板ⅰ、蜂窩結(jié)構(gòu)板ⅱ以及主結(jié)構(gòu)框架三者之間通過緊固標(biāo)準(zhǔn)件連接固定；所述蜂窩結(jié)構(gòu)板ⅰ和蜂窩結(jié)構(gòu)板ⅱ上固定安裝各種單機(jī)載荷以及電纜網(wǎng)；

6、功能區(qū)設(shè)計步驟：所述衛(wèi)星主體結(jié)構(gòu)根據(jù)衛(wèi)星總體設(shè)計需求分為多個功能區(qū)；將蜂窩結(jié)構(gòu)板ⅰ和蜂窩結(jié)構(gòu)板ⅱ分為平臺設(shè)備區(qū)和功能載荷區(qū)，使關(guān)聯(lián)性強(qiáng)的單機(jī)載荷放置在同一蜂窩結(jié)構(gòu)板上，再根據(jù)各種單機(jī)載荷的功能，將實現(xiàn)相同功能的單機(jī)載荷放置在同一個功能區(qū)內(nèi)；

7、一體化設(shè)計步驟：所述各種單機(jī)載荷與電纜網(wǎng)采用一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計：所述電纜網(wǎng)包括柔板電纜、剛板電纜以及電連接器；所述柔板電纜采用模塊化設(shè)計，由多個柔板電纜模塊組成；所述蜂窩結(jié)構(gòu)板ⅰ和蜂窩結(jié)構(gòu)板ⅱ分別與主結(jié)構(gòu)框架之間留有供柔板電纜模塊穿過的高度空間，所述柔板電纜的多個柔板電纜模塊穿過各個功能區(qū)將各種單機(jī)載荷相互連接；所述柔板電纜的多個柔板電纜模塊使用電連接器在剛板電纜位置處對插互連，形成完整的電纜網(wǎng)。

8、進(jìn)一步的，提供一個優(yōu)選實施方式，所述多個功能區(qū)包括數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、電源子系統(tǒng)、姿態(tài)與軌道控制子系統(tǒng)、通信與數(shù)傳子系統(tǒng)、熱控子系統(tǒng)以及功能載荷系統(tǒng)。

9、進(jìn)一步的，提供一個優(yōu)選實施方式，所述根據(jù)各種單機(jī)載荷的功能，將實現(xiàn)相同功能的單機(jī)載荷放置在同一個功能區(qū)內(nèi)，包括：

10、通過梳理各種單機(jī)載荷的互連關(guān)系和傳遞的數(shù)據(jù)以及每個單機(jī)載荷的運(yùn)行功率，確定各種單機(jī)載荷之間的信號傳輸路徑和供電路徑；

11、從全局角度優(yōu)化單機(jī)載荷布局位置，將實現(xiàn)相同功能的單機(jī)載荷放置在同一個功能區(qū)內(nèi)，以減少互聯(lián)電纜的所跨區(qū)域范圍和總長度。

12、進(jìn)一步的，提供一個優(yōu)選實施方式，所述蜂窩結(jié)構(gòu)板ⅰ和蜂窩結(jié)構(gòu)板ⅱ分別與主結(jié)構(gòu)框架之間留有供柔板電纜模塊穿過的高度空間，包括：

13、所述蜂窩結(jié)構(gòu)板ⅰ和蜂窩結(jié)構(gòu)板ⅱ分別與主結(jié)構(gòu)框架之間設(shè)置有主結(jié)構(gòu)框架墊片。

14、進(jìn)一步的，提供一個優(yōu)選實施方式，所述主結(jié)構(gòu)框架墊片的墊高高度為4mm。

15、進(jìn)一步的，提供一個優(yōu)選實施方式，所述剛板電纜位置架高于蜂窩結(jié)構(gòu)板ⅰ與蜂窩結(jié)構(gòu)板ⅱ安裝。

16、進(jìn)一步的，提供一個優(yōu)選實施方式，所述電連接器底部突出剛板電纜；采用安裝墊塊進(jìn)行補(bǔ)償，使所述剛板電纜位置架高于蜂窩結(jié)構(gòu)板ⅰ與蜂窩結(jié)構(gòu)板ⅱ安裝。

17、進(jìn)一步的，提供一個優(yōu)選實施方式，所述蜂窩結(jié)構(gòu)板ⅰ和蜂窩結(jié)構(gòu)板ⅱ上分別固定設(shè)置有剛板電纜，所述剛板電纜上固定設(shè)置有電連接器；

18、所述蜂窩結(jié)構(gòu)板ⅰ和蜂窩結(jié)構(gòu)板ⅱ上的剛板電纜的電連接器通過轉(zhuǎn)接電纜相互連接。

19、進(jìn)一步的，提供一個優(yōu)選實施方式，所述柔板電纜模塊為整體扁平硫化成型。

20、本發(fā)明還提供封閉式平板衛(wèi)星的總體結(jié)構(gòu)，所述總體結(jié)構(gòu)采用上述任意一項所述封閉式平板衛(wèi)星的總體設(shè)計方法設(shè)計獲得。

21、本發(fā)明有以下有益效果：

22、1.本發(fā)明所述的封閉式平板衛(wèi)星的總體設(shè)計方法，柔板電纜采用整體扁平硫化成型的方案，相較于普通電纜，具有質(zhì)量輕、體積小、對衛(wèi)星結(jié)構(gòu)適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點；并結(jié)合現(xiàn)有工藝技術(shù)水平，進(jìn)行與單機(jī)載荷結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計工作，在整星設(shè)計過程中，可以在滿足柔板電纜布局合理的情況下，節(jié)約電纜連接時所需要的星上艙內(nèi)外空間，從而提高衛(wèi)星艙體空間的占用率，進(jìn)一步減小整星的體積，有效減小衛(wèi)星總體高度，進(jìn)一步提高單次堆疊式平板衛(wèi)星的發(fā)射數(shù)量，提高組網(wǎng)衛(wèi)星的發(fā)射效率。

23、2.本發(fā)明所述的封閉式平板衛(wèi)星的總體設(shè)計方法，將衛(wèi)星主體結(jié)構(gòu)（即蜂窩結(jié)構(gòu)板空間）分成不同的功能區(qū)，同一個區(qū)域或相鄰區(qū)域放置相同功能的（星上）單機(jī)載荷，提高了星上任務(wù)的靈活性。

24、3.本發(fā)明所述的封閉式平板衛(wèi)星的總體設(shè)計方法，將互聯(lián)關(guān)系多的單機(jī)載荷放置在同樣一個區(qū)域或相鄰區(qū)域內(nèi)，可以減少電纜長度，提高信號處理能力，降低電纜設(shè)計難度。

25、4.本發(fā)明所述的封閉式平板衛(wèi)星的總體設(shè)計方法，采用柔板電纜可以減少（星上）電纜網(wǎng)重量和布線空間；相較普通電纜，采用柔板電纜相較普通電纜減重可達(dá)50%以上，進(jìn)一步降低火箭發(fā)射成本。

26、5.本發(fā)明所述的封閉式平板衛(wèi)星的總體設(shè)計方法，采用模塊化設(shè)計的柔板電纜，柔板電纜安裝效率相較普通電纜的安裝效率有顯著提高，根據(jù)現(xiàn)有制造生產(chǎn)工藝，柔板電纜批量化生產(chǎn)后的可靠性更高，從而增加衛(wèi)星總體系統(tǒng)可靠性，適用于組網(wǎng)衛(wèi)星的批量化生產(chǎn)，并且在后續(xù)批量化生產(chǎn)中還可以有效降低電纜網(wǎng)生產(chǎn)成本、并提高效率。

27、本發(fā)明所述的封閉式平板衛(wèi)星的總體設(shè)計方法及總體結(jié)構(gòu)，適用于提供一種空間利用率高、重量輕、適用于批量化生產(chǎn)的封閉式平板衛(wèi)星。

技術(shù)特征：

1.封閉式平板衛(wèi)星的總體設(shè)計方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封閉式平板衛(wèi)星的總體設(shè)計方法，其特征在于，所述多個功能區(qū)包括數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、電源子系統(tǒng)、姿態(tài)與軌道控制子系統(tǒng)、通信與數(shù)傳子系統(tǒng)、熱控子系統(tǒng)以及功能載荷系統(tǒng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封閉式平板衛(wèi)星的總體設(shè)計方法，其特征在于，所述根據(jù)各種單機(jī)載荷的功能，將實現(xiàn)相同功能的單機(jī)載荷放置在同一個功能區(qū)內(nèi)，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封閉式平板衛(wèi)星的總體設(shè)計方法，其特征在于，所述蜂窩結(jié)構(gòu)板ⅰ和蜂窩結(jié)構(gòu)板ⅱ分別與主結(jié)構(gòu)框架之間留有供柔板電纜模塊穿過的高度空間，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的封閉式平板衛(wèi)星的總體設(shè)計方法，其特征在于，所述主結(jié)構(gòu)框架墊片的墊高高度為4mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封閉式平板衛(wèi)星的總體設(shè)計方法，其特征在于，所述剛板電纜位置架高于蜂窩結(jié)構(gòu)板ⅰ與蜂窩結(jié)構(gòu)板ⅱ安裝。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的封閉式平板衛(wèi)星的總體設(shè)計方法，其特征在于，所述電連接器底部突出剛板電纜；采用安裝墊塊進(jìn)行補(bǔ)償，使所述剛板電纜位置架高于蜂窩結(jié)構(gòu)板ⅰ與蜂窩結(jié)構(gòu)板ⅱ安裝。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封閉式平板衛(wèi)星的總體設(shè)計方法，其特征在于，所述蜂窩結(jié)構(gòu)板ⅰ和蜂窩結(jié)構(gòu)板ⅱ上分別固定設(shè)置有剛板電纜，所述剛板電纜上固定設(shè)置有電連接器；

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封閉式平板衛(wèi)星的總體設(shè)計方法，其特征在于，所述柔板電纜模塊為整體扁平硫化成型。

10.封閉式平板衛(wèi)星的總體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述總體結(jié)構(gòu)采用權(quán)利要求1至9任意一項所述封閉式平板衛(wèi)星的總體設(shè)計方法設(shè)計獲得。

技術(shù)總結(jié)
封閉式平板衛(wèi)星的總體設(shè)計方法及總體結(jié)構(gòu)，屬于衛(wèi)星主結(jié)構(gòu)、星上載荷布局設(shè)計與電纜網(wǎng)領(lǐng)域，尤其涉及電纜網(wǎng)與星上載荷布局、衛(wèi)星主結(jié)構(gòu)的一體化設(shè)計；解決了現(xiàn)有封閉式平板衛(wèi)星所存在的艙內(nèi)空間有限使得電纜布線的布局設(shè)計困難，使得電纜布局復(fù)雜、空間利用率低、重量增加，進(jìn)而影響整星性能的問題；所述總體結(jié)構(gòu)包括衛(wèi)星主體結(jié)構(gòu)、各種單機(jī)載荷以及電纜網(wǎng)；所述各種單機(jī)載荷與電纜網(wǎng)采用一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計。所述的封閉式平板衛(wèi)星的總體設(shè)計方法及總體結(jié)構(gòu)，適用于提供一種空間利用率高、重量輕、適用于批量化生產(chǎn)的封閉式平板衛(wèi)星。

技術(shù)研發(fā)人員：徐奧,帥劍瀾,夏開心,李汪洋,謝霞明,付鈺,張椋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：哈爾濱工大衛(wèi)星技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15