專利名稱：模塊化飛船的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般而言，本發(fā)明涉及飛船領(lǐng)域，更具體地說，涉及具有運載火箭4妾口 (launch vechicle interfaces )的模塊化飛船(modular spacecraft),這些接口 還用作飛船的停泊(berthing )或?qū)?docking )接口 。
背景技術(shù)：
通常，飛船運載火箭接口包括某種形式的雙環(huán)結(jié)構(gòu)，這兩個環(huán)之間具有 分隔平面。采用某種形式的可松脫夾具或夾圈(clamp-band)以便在運載火 箭將飛船運送至軌道時將這兩個環(huán)保持在一起。 一旦加速階段完成，推進終 止；可松脫的夾具或夾圈松脫， 一組預(yù)加載彈簧將運載火箭和飛船接口環(huán)推 離，于是將飛船釋放到軌道中。若該飛船需與其它飛船對接或停泊，往往將 對接或停泊接口設(shè)置為與運載火箭接口分離的子系統(tǒng)。通常，飛船的一端一皮 運載火箭接口占據(jù)，而相反端被對接或停泊接口占據(jù)。這種方式將造成浪費 并導(dǎo)致與運載火箭、飛船和目標(biāo)飛船(例如，國際空間站)有關(guān)的問題，如 不能承載運載火箭上的附加有效載荷，而且一旦兩個飛船被對接不能將另外 的飛船對接或停泊至目標(biāo)飛船。
在航天工業(yè)中另 一 尚未實現(xiàn)的需求是對于現(xiàn)有的航天合格 (spaceflight-qualified )硬件無法以與其原始意圖不同的方式加以利用。在飛 船使用方法方面的嘗試始于1960年代和1970年代阿波羅應(yīng)用程序中。天空 實驗室空間站是這種努力的成果。另一早期計劃包括利用Atlas廢推進器 (Atlas spent booster)作為水星項目(project Mercury )的空間站。這些早#月 的嘗試實質(zhì)上都沒有模塊化，事實上，這些嘗試都不能進行改型來滿足各種 任務(wù)要求的可解決關(guān)《建問題的設(shè)計方案(point design solutions )。
現(xiàn)有推進器還具有交替使用的潛力。例如，最初于1960年代初涌現(xiàn)的
5半人馬座上級火箭(Centaur upper stage) —直到現(xiàn)在仍在繼續(xù)生產(chǎn)。這種高 性能的上級具有0.92的結(jié)構(gòu)質(zhì)量比(structural mass fraction )。換句話說， <又 火箭總質(zhì)量的8%用于結(jié)構(gòu)和推進元件。結(jié)構(gòu)效率的優(yōu)異例子是液艙圓頂 (tank dome )的質(zhì)量小于200磅，而其支承大約46千磅的載荷。半人馬座 火箭還包括整套航天電子設(shè)備，以便作為自控空間飛行器運行，該自控空間 飛行器包括三軸線穩(wěn)定化引導(dǎo)和控制系統(tǒng)以及單一組分液體火箭燃料反應(yīng) 控制系統(tǒng)。許多半人馬座火箭組成部分的和子系統(tǒng)可進一步用于飛船構(gòu)造。
尚未開發(fā)出可用作停泊或?qū)咏涌诘娘w船運載火箭接口 ，這種接口可4吏 飛船具有利用 一個面起兩種作用的經(jīng)濟性。目前還沒有能夠提供載荷路徑以 承載附加有效載荷同時提供組合的運載火箭和停泊接口的飛船設(shè)計。此外， 現(xiàn)有系統(tǒng)或方法不能使用以模塊化的方式同時實現(xiàn)運載火箭接口 、對接/停泊 接口和附加有效載荷承載能力的現(xiàn)有的航天合才各硬件，此模塊化方式可以改 型以滿足各種任務(wù)要求。

發(fā)明內(nèi)容
因此，需要提供一種能解決所述問題的飛船。
另 一需要是提供一種還可以用作停泊或?qū)咏涌诘娘w船運載火箭接口 。 再一需要是提供一種飛船，其能提供載荷路徑以運載附加有效載荷同時
提供組合的運載火箭和停泊接口 。
又一需要是提供一種飛船，其采用現(xiàn)有的航天合格硬件，以便以模塊化
的方式同時實現(xiàn)運載火箭接口 、對接/停泊接口和二級有效載荷的運載能力，
在此模塊化的方式中，可以改型以滿足各種任務(wù)要求。
本發(fā)明的主題是提供一種改進的模塊化飛船運載火箭接口 ，該接口還用 作停泊/對接接口和二級有效載荷承運器，利用現(xiàn)有的航天合格硬件以使成本 最低、程式限制最小同時能滿足各種任務(wù)要求。
具體地說，本發(fā)明的主題是提供一種模塊化飛船。在一個實施例中，才莫 塊化飛船包括具有頂部外接口平面環(huán)和頂部內(nèi)接口平面環(huán)的頂部轉(zhuǎn)寄適配 器節(jié)(forward adapter section);聯(lián)接至頂部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)的頂部液搶圓頂 (tank dome);聯(lián)接至頂部液搶圓頂?shù)闹辽僖粋€液搶部分；和聯(lián)接至液搶部 分(一或多個)的底部液搶穹狀部(tank dome )。底部液艙穹狀部具有為才莫 塊化飛船的加壓節(jié)提供入口的開口 (例如，艙口 )。模塊化飛船還包括倒置
6以便聯(lián)接至底部液艙t狀部的底部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)，用于聯(lián)接至運載火箭的轉(zhuǎn) 寄適配器節(jié)的所述底部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)包括底部外接口平面環(huán)和底部內(nèi)接口 平面環(huán)。此外，模塊化飛船包括底部聯(lián)接機構(gòu)(例如，停泊、對接或任何其 它連接機構(gòu))，該機構(gòu)聯(lián)接至底部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)并與底部外接口平面環(huán)和底 部內(nèi)接口平面環(huán)同心地定位。
一可供選擇的實施例包括附加的頂部聯(lián)接機構(gòu)，該機構(gòu)聯(lián)接至頂部轉(zhuǎn)寄 適配器節(jié)。
另一替換實施例包括聯(lián)接至底部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)的桁架和聯(lián)接至桁架的 后支撐板。后支撐板用作分隔系統(tǒng)。此外，包括可分隔的轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)，以 便與一適配器一起聯(lián)接至后支撐板，該適配器將可分隔的轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)聯(lián)4妄 至運載火箭的轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)。
一些替換實施例包括將底部內(nèi)接口平面環(huán)或底部外接口平面環(huán)用作運 載火箭接口，用于將底部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)聯(lián)接至運載火箭。
此外， 一些替換實施例包括附加外接口平面衛(wèi)星有效載荷級(class satellite payload );標(biāo)準(zhǔn)接口平面(SIP)衛(wèi)星有效載荷級(一或多個)，或聯(lián) 接至頂部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)的共同貨物承運器(Common Cargo Carrier)的有效 載荷(一或多個)。 一些替換實施例還包括使用5-m整流罩或4-m整流罩運 載火箭。
通過本說明書所提供的說明，本發(fā)明主題的這些和其它優(yōu)勢以及另外的 新穎性特征將顯而易見。對本發(fā)明內(nèi)容的概述并非是對所要求保護的主題的 全面描述，而僅是對本發(fā)明一些功能的簡明縱觀。對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言， 對下文中附圖和詳細說明進行分析后很容易想到其它系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu) 勢。本發(fā)明力圖使所有這樣的附加系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點都涵蓋在本說明 書中并落入所附權(quán)利要求的保護范圍。


通過下文結(jié)合附圖的詳細說明，本發(fā)明主題的特征、本質(zhì)和優(yōu)點將而更 為清晰，全部附圖中，相同和相應(yīng)的部件用類似的附圖標(biāo)記表示。附圖中
圖la是幻像側(cè)視圖(phantom side view)，該圖示出了帶有標(biāo)準(zhǔn)接口平 面(SIP)和]20-英寸接口平面的被動共同停泊機制(PCBM)構(gòu)造的一實 施例；圖lb的側(cè)向透視圖，它示出了帶有SIP和120-英寸接口平面的PCBM 構(gòu)造的一實施例；
圖2a是幻像側(cè)視圖，該圖示出了處于半人馬座上級火箭上的本發(fā)明主 題的單加壓部分飛船的 一 實施例；
圖2b是包括半人馬座上級火箭的本發(fā)明主題的單加壓部分飛船一實施 例的組成部分的分解圖2c是與本發(fā)明主題的雙加壓部分飛船的實施例一起使用的附加組成 部分的分解圖2d是幻像側(cè)視圖，該圖示出了安裝在半人馬座上級火箭上的本發(fā)明 主題的雙加壓部分飛船的 一 實施例；
圖3a是幻像側(cè)視圖，該圖示出了安裝在5-m整流罩阿特拉斯(Atlas ) V/ 半人馬座運載火箭上的本發(fā)明主題的單加壓部分飛船的一實施例；
圖3b是幻像側(cè)視圖，該圖示出了安裝在4-m整流罩Atlas V/半人馬座運 載火箭上的本發(fā)明主題的單加壓部分飛船的一實施例；
圖4a是幻像側(cè)視圖，該圖示出了與處于5-m整流罩運載火箭上的120-英寸主要衛(wèi)星有效載荷級(class primary satellite payload )組合的本發(fā)明主題 的單加壓部分飛船的 一 實施例；
圖4b是幻像側(cè)視圖，該圖示出了與處于5-m整流罩運載火箭上的SIP 協(xié)議的主要衛(wèi)星有效載荷級組合的本發(fā)明主題的單加壓部分飛船的一實施 例；
圖4c是幻像側(cè)視圖，該圖示出了與處于4-m整流罩運載火箭上的120-英寸主要衛(wèi)星有效載荷級組合的本發(fā)明主題的單加壓部分飛船的一實施例；
圖4d是幻像側(cè)視圖，該圖示出了與處于4-m整流罩運載火箭上的SIP 協(xié)議主要衛(wèi)星有效載荷級組合的本發(fā)明主題的單加壓部分飛船的一實施例；
圖5a是幻像側(cè)視圖，該圖示出了與處于4-m整流罩運載火箭上的單部 分共同貨物承運器(CCC)的有效載荷組合的本發(fā)明主題的單加壓部分飛船 的一實施例；
圖5b是幻像側(cè)視圖，該圖示出了與處于5-m整流罩運載火箭上的三部 分CCC的有效載荷組合的本發(fā)明主題的單加壓部分飛船的一實施例；
圖5c是幻像側(cè)視圖，該圖示出了與處于5-m整流罩運載火箭上的三部 分CCC的有效載荷組合的本發(fā)明主題的雙加壓部分飛船的一實施例；
8圖6a是幻像側(cè)視圖，該圖示出了與停泊到國際空間站組件(ISS module ) 的三部分CCC的有效載荷組合的本發(fā)明主題的雙加壓部分飛船的一實施例；
圖6b是幻像側(cè)視圖，該圖示出了與停泊在一起并停泊到ISS組件的本 發(fā)明主題的兩個雙加壓部分飛船的一實施例；
圖7a是幻像側(cè)視圖，該圖示出了處于半人馬座上級火箭上的本發(fā)明主 題的單加壓部分飛船的一可供選擇的實施例；
圖7b是包括半人馬座上級火箭的本發(fā)明主題的單加壓部分飛船的一可 供選4%的實施例的組成部分分解圖。
具體實施例方式
附圖示出了本發(fā)明的一些優(yōu)選實施例，相同的附圖標(biāo)記用于表示各附圖 中相同和相應(yīng)的部件。
本發(fā)明的主題涉及一種具有還可用作停泊/對接接口和二級有效載荷承 運器(secondary payload carrier)的運載火箭接口的改進型模塊化飛船，其 以模塊化的方式使用現(xiàn)有的航天合格硬件，以便在滿足各種任務(wù)要求的同時 使成本最低和程式限制最小。在下文的一些實施例中將對現(xiàn)有的航天合格的 AtlasV/半人馬座組成部分進行描述。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，也可 采用替換的現(xiàn)有航天合格硬件。
此外，本發(fā)明的主題使用外接口平面環(huán)和內(nèi)接口平面環(huán)。在下述一些實 施例中，將標(biāo)準(zhǔn)接口平面(SIP)環(huán)用于內(nèi)接口平面環(huán)。類似地，在下述一 些實施例中，用120-英尺環(huán)作為外接口平面環(huán)。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該 理解，也可以使用替換的外接口平面環(huán)和內(nèi)接口平面環(huán)。
另外，本發(fā)明的主題使用聯(lián)接機構(gòu)。在下述一些實施例中，聯(lián)接機構(gòu)可 以是被動共同停泊機構(gòu)(PCBM )或主動共同停泊機構(gòu)(ACBM )。當(dāng)然，本 領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，也可用停泊、對接或任意其它連接機構(gòu)作為所述聯(lián) 接機構(gòu)。
器節(jié)(Centaur Forward Adapter Section )以及與被動共同停泊機構(gòu)(PCBM) 組合的推進劑液艙組成部分系統(tǒng)、航空電子系統(tǒng)和推進系統(tǒng)。這些組成部分 形成可安裝在4-m直徑整流罩下利用標(biāo)準(zhǔn)接口平面(SIP)環(huán)作為運載火箭 接口的飛船，或形成可安裝在5-m整流罩下或者利用SIP或者利用外部120-
9英寸接口的飛船。PCBM與兩個運載火箭接口環(huán)同心地定位。SIP接口環(huán)定 位在PCBM的直徑內(nèi)，120-英寸接口環(huán)定位在PCBM直徑外側(cè)。PCBM以 及SIP和120-英寸接口環(huán)被定位在飛船的后端。飛船的前端可包括類似的結(jié) 構(gòu)，在該處，主動共同停泊機構(gòu)(ACBM)與SIP和120-英寸接口環(huán)組同心 地定位。于是，在運載火箭上，在利用現(xiàn)有SIP或120-英寸接口的飛船前方 可承受附加有效載荷。PCBM和ACBM的布置不是關(guān)鍵，可以使用任何其 它對接/停泊機構(gòu)。在一替換實施例中，可以在兩端上使用雌雄同體擴展對接 接口 ( androgynous docking interfaces );在其它實施例中，PCBMs或主動共 同停泊機構(gòu)(ACBMs)可以占據(jù)兩側(cè)，或者PCBM和ACBM可以互換。
圖la是帶有內(nèi)接口平面環(huán)(SIP環(huán))IIO和外接口平面環(huán)(120-英寸接 口平面環(huán))120的聯(lián)接機構(gòu)PCBM100構(gòu)造的一實施例的幻像側(cè)視圖；而圖 lb是側(cè)向透視圖。PCBM100通過適當(dāng)?shù)耐咕壔蛘咂渌鎿Q形式附連至運載 火箭轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)(半人馬座轉(zhuǎn)寄適配器)130。 SIP110和120-英寸接口平 面120是現(xiàn)成的半人馬座轉(zhuǎn)寄適配器130的一部分且未作改變。頂部液艙圓 頂(半人馬座液搶圓頂)140可以傳統(tǒng)方式連接至半人馬座轉(zhuǎn)寄適配器130。
圖2a是安裝在半人馬座上級火箭210上的本發(fā)明主題的單加壓部分飛 船組件200的一實施例的幻像側(cè)視圖。
圖2b是包括半人馬座上級火箭210的本發(fā)明主題的單加壓部分飛船的 一實施例的組成部分的分解圖。頂部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)(半人馬座轉(zhuǎn)寄適配器) 130附連至半人馬座液搶圓頂140。半人馬座液搶圓頂140附連至液艙部分 (在所示實施例中，36英寸長的半人馬座液搶部分)230,該液搶部分進一 步連接至底部液艙官狀部(半人馬座液艙官狀部)240。倒置的半人馬座轉(zhuǎn) 寄適配器(底部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié))130形成飛船的后附連部分。PCBM100同心 地定位至SIP110和120-英寸接口平面120。隧道口(即，搶口 )220將PCBM100 連接至半人馬座液艙官狀部240。整個飛船經(jīng)由SIP110安裝至運載火箭轉(zhuǎn)寄 適配器節(jié)210 (在所示實施例中，這在構(gòu)造上與半人馬座轉(zhuǎn)寄適配器130相 同)。SIP110和120-英寸接口平面120利用傳統(tǒng)的如夾圈、爆炸螺栓之類的 飛船分隔系統(tǒng)，這些系統(tǒng)都是本領(lǐng)域公知的且都是可買到的成品?？蓪⒏郊?的適配器(例如，C-13、 C-22等)280放置在半人馬座轉(zhuǎn)寄適配器210的兩 個SIP平面110和面向后(aft facing)的半人馬座轉(zhuǎn)寄適配器130之間，以 利于地面的 一般維護和運載火箭接口 。
10圖2c是與本發(fā)明主題的雙加壓部分飛船的一實施例一起使用的附加組
成部分的分解3見圖。采用ACBM260、前向隧道220、半人馬座液搶圓頂140、 兩個36-英寸長的半人馬座液搶部分230、半人馬座液搶穹狀部240和120-英寸有效載荷附連配件形成圖2d所示的飛船。在該實施例中，在半人馬座 轉(zhuǎn)寄適配器210的兩個SIP平面110和面向后的半人馬座轉(zhuǎn)寄適配器130之 間無需結(jié)構(gòu)接口 (例如，C適配器280),因為所有的結(jié)構(gòu)載荷可以被外部桁 架250 7fc載。
圖2d是安裝在半人馬座上級火箭210上的根據(jù)本發(fā)明主題的雙加壓部 分飛船270的一實施例的幻像側(cè)視圖。
圖3a是安裝在5-m整流罩300 AtlasV/半人馬座運載火箭上的本發(fā)明主 題的單加壓部分飛船200的一實施例的幻像側(cè)視圖。利用前述構(gòu)造方法使運 載火箭半人馬座轉(zhuǎn)寄適配器210在飛船200的前部大致看齊(emulate )。在 5-m整流罩300中，利用120-英寸有效載荷附連配合桁架可增強結(jié)構(gòu)剛度。
圖3b是安裝在4-m整流罩310 AtlasV/半人馬座運載火箭上的本發(fā)明主 題的單加壓部分飛船200的幻像側(cè)視圖。運載火箭半人馬座轉(zhuǎn)寄適配器210 利用前述構(gòu)造方法在飛船200的前部大致看齊。整流罩310的船尾(boattail) 與120-英寸有效載荷附連配件互相聯(lián)接時，在4-m整流罩310的情況中使用 SIP。
圖4a是在5-m整流罩運載火箭上與120-英寸主要衛(wèi)星有效載荷級410 組合的本發(fā)明主題的單加壓部分飛船200的一實施例的幻像側(cè)視圖。該圖示 出了飛船200如何使前端運載火箭(forward launch vechicle )附連系統(tǒng)210 看齊飛船200前部的情況。采用兩個120-英寸有效載荷附連配件250和400 以使組件的剛度最大。
圖4b是在5-m整流罩運載火箭上與SIP協(xié)議主要衛(wèi)星有效載荷級420 組合的本發(fā)明主題的單加壓部分飛船200的 一 實施例的幻像側(cè)視圖。本圖示 出了飛船200如何使前端運載火箭附連系統(tǒng)210看齊飛船200前部的情況。 采用一個120-英寸有效載荷附連配件250以使組件的剛度最大。SIP協(xié)議的 主要衛(wèi)星有效載荷級420附連至飛船200前部的SIP。
圖4c是在4-m整流罩運載火箭上與120-英寸主要衛(wèi)星有效載荷級410 組合的本發(fā)明主題的單加壓部分飛船200的一實施例的幻像側(cè)視圖。本圖示 出了飛船200如何使前端運載火箭附連系統(tǒng)210看齊飛船200前部的情況。
ii釆用 一個120-英寸有效載荷附連配件400附連至120-英寸主要衛(wèi)星有效載荷 級410,以使組件的剛度最大。飛船200經(jīng)由SIP附連至運載火箭210。
圖4d是在4-m整流罩運載火箭上與SIP主要衛(wèi)星有效栽荷級420組合 的本發(fā)明主題的單加壓部分飛船200的一實施例的幻像側(cè)視圖。該圖示出了 飛船200如何使前端運載火箭附連系統(tǒng)210看齊飛船200前部的情況。采用 SIP將SIP主要衛(wèi)星有效載荷級420附連至飛船200。飛船200經(jīng)由SIP附 連至運載火箭210。
圖5a是在4-m整流罩運載火箭上與單部分共同貨物承運器(CCC )有 效載荷500組合的本發(fā)明主題的單加壓部分飛船200的一實施例的幻像側(cè)碎見 圖。CCC500是模塊化系統(tǒng)，其被設(shè)計為承載ISS外部軌道更換單元(ORUs ) 用于安裝在ISS的外側(cè)。CCC500還可運載所期望的任何其它有效載荷。飛 船200經(jīng)由SIP附連至運載火箭210。
圖5b是在5-m整流罩運載火箭上與三部分CCC有效載荷500組合的本 發(fā)明主題的單加壓部分飛船200的一實施例的幻像側(cè)視圖。飛船200經(jīng)由 120-英寸有效載荷附連配件250附連至運載火箭210。
圖5c是在5-m整流罩運載火箭上與三部分CCC有效載荷500組合的本 發(fā)明主題的雙加壓部分飛船270的一實施例的幻像側(cè)視圖。飛船270經(jīng)由 120-英寸有效載荷附連配件250附連至運載火箭210。
圖6a是停泊到ISS模塊600的與三部分CCC有效載荷500組合的本發(fā) 明主題的雙加壓部分飛船270的一實施例的幻l象側(cè)碎見圖。PCBM100附連至 ACBM260并將飛船270保持在位，還為飛船270的加壓節(jié)提供乘員入口 。
圖6b是停泊在一起并停泊到ISS模塊600的本發(fā)明主題的兩個雙加壓 部分飛船270的一實施例的幻像側(cè)視圖。PCBM100附連至ACBM260并將 兩個飛船270保持在位，還為兩個飛船270的加壓節(jié)提供來自ISS模塊600 的乘員入口。
圖7a是安裝在半人馬座上級火箭210上的本發(fā)明主題的單加壓部分飛 船組件200的一實施例的幻像側(cè)視圖。該構(gòu)造利用在120-英寸接口平面處的 附連部，同時飛船組件200包含在4-m整流罩下。
圖7b是包括半人馬座上級火箭210的本發(fā)明主題的單加壓部分飛船的 一實施例的組成部分分解圖。半人馬座轉(zhuǎn)寄適配器130附連至半人馬座液艙 圓頂140。半人馬座液搶圓頂140附連至36-英寸半人馬座液艙部分230,該液艙部分進一步附連至半人馬座液搶穹狀部240。倒置的半人馬座轉(zhuǎn)寄適配器130形成飛船的后附連部分。PCBM100同心地定位至SIPllO和120-英寸接口平面120。隧道220將SIPllO連接至半人馬座液搶,狀部240。PCBM100附連至適配器720,該適配器附連至SIPllO。桁架700附連至后支撐板710。后支撐板710經(jīng)由分隔系統(tǒng)(例如，爆炸螺栓)與面向后的半人馬座轉(zhuǎn)寄適配器730互相聯(lián)接。整個飛船經(jīng)由適配器740 (例如，C-13、 C-22等適配器環(huán))安裝至運載火箭轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)210 (在所示實施例中，這在構(gòu)造上與半人馬座轉(zhuǎn)寄適配器130相同)。在后支撐板710處的120-英寸接口平面利用如夾圈、爆炸螺栓等傳統(tǒng)的飛船分隔系統(tǒng)，這些系統(tǒng)都是本領(lǐng)域公知的且都是可買到的成品。
在本發(fā)明主題飛船的使用中，首先分析任務(wù)要求以針對具體的任務(wù)要求確定所需飛船的適當(dāng)構(gòu)造。飛船的模塊化特性允許根據(jù)任務(wù)要求特殊定制。例如，如果需要大量加壓貨物，可采用兩個36-英寸半人馬座液搶部分。半人馬座液 搶部分230可用于運載附加的加壓有效載荷。其它任務(wù)要求可能導(dǎo)致釆用替換的飛船構(gòu)造。
本發(fā)明主題飛船的使用中的另一優(yōu)勢是通過運載火箭能力的利用最大化來降低運載成本。例如，特定的衛(wèi)星可能要求使用AtlasV401運載火箭。如果這種運載能與本發(fā)明主題的飛船形式相結(jié)合并在更大的運載火箭(例如，AtlasV 521 )上運載，衛(wèi)星的運載成本可減小30%的系數(shù)，同時降低本發(fā)明主題的飛船的運載成本。
本發(fā)明主題的飛船使用的又一優(yōu)勢是因采用經(jīng)過飛行驗證的硬件所需的工程設(shè)計和分析量減少而使成本降低。通過使用經(jīng)過驗證的半人馬座組成部分使得非重復(fù)性工程設(shè)計工作最少。另外的優(yōu)勢是，使用用于半人馬座火箭的現(xiàn)有組裝線來制造飛船組成部分無需新組裝線(例如，焊接裝置、夾具、刀具等)的增加的投資支出。
本發(fā)明主題的飛船使用的又一優(yōu)勢是借助兩個運載火箭接口可提供運載火箭利用的靈活性。如飛船那樣，可以為特定的任務(wù)要求定制運載火箭而使性能最優(yōu)并使成本最低。
本發(fā)明主題的飛船使用的又一優(yōu)勢是，可將模塊附連至現(xiàn)有空間站并可以相對低的成本增加軌道實驗室的生存空間和總體積。
通過上面對一些優(yōu)選實施例的描述，本領(lǐng)域任何技術(shù)人員可制造或使用要求保護的主題。顯然，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，無需付出創(chuàng)造性的勞動就
它一些實施例。因此，所述要求保護的主題不限于在此所示出的那些實施例，而應(yīng)涵蓋與此處披露的原理和新穎性特征一致的最寬范圍。
權(quán)利要求
1、一種模塊化飛船，包括頂部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)，所述頂部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)包括頂部外接口平面環(huán)和頂部內(nèi)接口平面環(huán)；聯(lián)接至所述頂部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)的頂部液艙圓頂；聯(lián)接至所述頂部液艙圓頂?shù)闹辽僖粋€液艙部分；聯(lián)接至所述至少一個液艙部分的底部液艙穹狀部，所述底部液艙穹狀部具有開口，所述開口為模塊化飛船的加壓節(jié)提供入口；底部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)，所述底部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)倒置以便聯(lián)接至所述底部液艙穹狀部，所述底部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)包括底部外接口平面環(huán)和底部內(nèi)接口平面環(huán)，所述底部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)用于聯(lián)接至運載火箭的轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)；及聯(lián)接至所述底部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)的底部聯(lián)接機構(gòu)，所述底部聯(lián)接機構(gòu)與所述底部內(nèi)接口平面環(huán)和所述底部外接口平面環(huán)二者同心地定位。
2、 如權(quán)利要求1所述的模塊化飛船，其中，所述底部內(nèi)接口平面環(huán)用 作將所述底部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)聯(lián)接至所述運載火箭的運載火箭接口。
3、 如權(quán)利要求1所述的模塊化飛船，其中，所述底部外接口平面環(huán)用 作將所述底部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)聯(lián)接至所述運載火箭的運載火箭接口。
4、 如權(quán)利要求1所述的模塊化飛船，其中，還包括聯(lián)接至所述頂部外 接口平面環(huán)的外接口平面衛(wèi)星有效載荷級。
5、 如權(quán)利要求1所述的模塊化飛船，其中，還包括聯(lián)接至所述頂部內(nèi) 接口平面環(huán)的內(nèi)接口平面衛(wèi)星有效載荷級。
6、 如權(quán)利要求1所述的模塊化飛船，其中，還包括聯(lián)4^至所述頂部轉(zhuǎn) 寄適配器節(jié)的至少 一個共同貨物承運器有效載荷。
7、 如權(quán)利要求1所述的模塊化飛船，其中，聯(lián)接至所述底部轉(zhuǎn)寄適配 器節(jié)的所述底部聯(lián)接機構(gòu)包括被動共同停泊機構(gòu)。
8、 如權(quán)利要求1所述的模塊化飛船，其中，用于聯(lián)接至運載火箭的轉(zhuǎn) 寄適配器節(jié)的所述底部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)包括用于聯(lián)接至5-m整流罩運載火箭 的轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)的底部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)。
9、 如權(quán)利要求1所述的模塊化飛船，其中，用于聯(lián)接至運載火箭的轉(zhuǎn) 寄適配器節(jié)的所述底部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)包括用于聯(lián)接至4-m整流罩運載火箭的轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)的底部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)。
10、 一種模塊化飛船，包括頂部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)，所述頂部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)包括頂部外接口平面環(huán)和頂部內(nèi)4^口平面環(huán)；聯(lián)接至所述頂部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)的頂部聯(lián)接機構(gòu)，所述頂部聯(lián)接機構(gòu)與所 述頂部內(nèi)接口平面環(huán)和所述頂部外接口平面環(huán)二者同心地定位；聯(lián)接至所述頂部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)的頂部液搶圓頂，所述頂部液艙圓頂具有 開口，所述開口為模塊化飛船的加壓節(jié)提供入口；聯(lián)接至所述頂部液搶圓頂?shù)闹辽?一個液搶部分；聯(lián)接至所述至少一個液艙部分的底部液艙常狀部，所述底部液槍常狀部 具有開口，所述開口提供通向模塊化飛船加壓節(jié)的入口；底部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)，所述底部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)倒置以便聯(lián)接至所述底部液 論穿狀部，所述底部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)包括底部外接口平面環(huán)和底部內(nèi)接口平面環(huán)，所述底部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)用于聯(lián)接至運載火箭的轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)；及聯(lián)接至所述底部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)的底部聯(lián)接機構(gòu)，所述底部聯(lián)接機構(gòu)與所 述底部內(nèi)接口平面環(huán)和所述底部外接口平面環(huán)二者同心地定位。
11、 如權(quán)利要求10所述的模塊化飛船，其中，所述底部內(nèi)接口平面環(huán) 用作將所述底部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)聯(lián)接至所述運載火箭的運載火箭接口。
12、 如權(quán)利要求10所述的模塊化飛船，其中，所述底部外接口平面環(huán) 用作將所述底部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)聯(lián)接至所述運載火箭的運載火箭接口。
13、 如權(quán)利要求10所述的模塊化飛船，其中，還包括聯(lián)接至所述頂部 外接口平面環(huán)的外接口平面衛(wèi)星有效載荷級。
14、 如權(quán)利要求10所述的模塊化飛船，其中，還包括聯(lián)接至所述頂部 內(nèi)接口平面環(huán)的內(nèi)接口平面衛(wèi)星有效載荷級。
15、 如權(quán)利要求10所述的模塊化飛船，其中，還包括聯(lián)接至所述頂部 轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)的至少 一個共同貨物承運器有效載荷。
16、 如權(quán)利要求10所述的模塊化飛船，其中，聯(lián)接至所述底部轉(zhuǎn)寄適 配器節(jié)的所述底部聯(lián)接機構(gòu)包括被動共同停泊機構(gòu)。
17、 如權(quán)利要求10所述的模塊化飛船，其中，聯(lián)接至所述頂部轉(zhuǎn)寄適 配器節(jié)的所述頂部聯(lián)接機構(gòu)包括主動共同停泊機構(gòu)。
18、 如權(quán)利要求10所述的模塊化飛船，其中，用于聯(lián)接至運載火箭的所述轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)的所述底部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)包括用于聯(lián)接至5-m整流罩運載火箭的轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)的底部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)。
19、 如權(quán)利要求IO所述的模塊化飛船，其中，用于聯(lián)接至運載火箭的 轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)的所述底部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)包括用于聯(lián)接至4-m整流罩運載火 箭的轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)的底部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)。
20、 一種模塊化飛船，包括頂部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)，所述頂部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)包括頂部外接口平面環(huán)和頂 部內(nèi)4妄口平面環(huán)；聯(lián)接至所述頂部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)的頂部液搶圓頂； 耳關(guān)接至所述頂部液搶圓頂?shù)闹辽?一個液搶部分；聯(lián)接至所述至少一個液搶部分的底部液搶穹狀部，所述底部液艙穹狀部 具有開口，所述開口提供通向模塊化飛船加壓節(jié)的入口；底部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)，所述底部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)倒置以便聯(lián)接至所述底部液 艙穿狀部，所述底部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)包括底部外接口平面環(huán)和底部內(nèi)接口平面 環(huán)；聯(lián)接至所述底部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)的底部聯(lián)接機構(gòu)，所述底部耳關(guān)接機構(gòu)與所 述底部內(nèi)接口平面環(huán)和所述底部外接口平面環(huán)二者同心地定位； 聯(lián)接至所述底部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)的桁架； 聯(lián)接至所述街架的后支撐板，所述后支撐板用作分隔系統(tǒng)； 可分隔轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)，所述可分隔轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)倒置以使Jf關(guān)接至所述后支撐板；及用于將所述可分隔轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)聯(lián)接至運載火箭的轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)的適配器。
21、 如權(quán)利要求20所述的模塊化飛船，其中，還包括 聯(lián)接至所述頂部轉(zhuǎn)寄適配器節(jié)的頂部聯(lián)接機構(gòu)，所述頂部聯(lián)接機構(gòu)與所述頂部內(nèi)4妻口平面環(huán)和所述頂部外4妄口平面環(huán)二者同心地定4立；及其中所述頂部液搶圓頂具有開口，所述開口提供通向模塊化飛船加壓節(jié) 的入口 。
全文摘要
一種包括運載火箭接口設(shè)計的模塊化飛船，該接口設(shè)計還能用作飛船的停泊或?qū)咏涌?。火箭接口利用現(xiàn)有的運載火箭組成部分以使飛行成本最低和時間最短。另外，飛船由現(xiàn)成的運載火箭組成部分構(gòu)造，這些組成部分可使構(gòu)造成本低廉，并具有二級有效載荷運載功能。
文檔編號B64G1/40GK101687553SQ200780050550
公開日2010年3月31日 申請日期2007年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月11日
發(fā)明者巴倫·K·豪爾, 邁克爾·D·約翰遜 申請人:邁克爾·D·約翰遜;巴倫·K·豪爾