專利名稱：多器組合火星探測器構(gòu)型及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多器組合探測器構(gòu)型，尤其可以應(yīng)用到火星探測任務(wù)中，也可以應(yīng)用于具有類似任務(wù)要求的金星、小行星等其他深空探測任務(wù)的飛行器，具體地，涉及一種多器組合火星探測器 構(gòu)型及其形成方法。
背景技術(shù)：
火星是航天深空探測領(lǐng)域的重要探測對象，主要的探測形式有飛越、環(huán)繞、著陸等多種方式。針對我國火星探測任務(wù)，以多器組合方式設(shè)計火星探測飛行器構(gòu)型，需攜帶小型進(jìn)入器、大尺寸高分辨率相機(jī)、大口徑高增益天線、大容量貯箱、太陽翼等部件，兼顧環(huán)繞和著陸兩種探測方式，適應(yīng)火星、金星等探測任務(wù)需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種適用于我國火星探測的多器組合探測器構(gòu)型。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種多器組合火星探測器構(gòu)型，包括小型進(jìn)入器、環(huán)繞器本體、大尺寸高分辨率相機(jī)、太陽翼、大容量貯箱、高壓氣瓶、主發(fā)動機(jī)、大口徑高增益天線、小容量貯箱、桁架適配器、推進(jìn)器本體，其中小型進(jìn)入器通過爆炸螺栓連接于環(huán)繞器本體頂板；大尺寸高分辨率相機(jī)通過螺栓安裝于環(huán)繞器本體側(cè)板；大口徑高增益天線通過螺栓連接并壓緊于環(huán)繞器本體側(cè)板上，用于發(fā)射后擇機(jī)展開；太陽翼通過螺栓連接并壓緊于環(huán)繞器本體側(cè)板，用于發(fā)射后擇機(jī)展開；小容量貯箱通過雙法蘭固定于環(huán)繞器本體底板上；大容量貯箱通過單法蘭安裝于推進(jìn)器本體的中間貯箱安裝板上； 高壓氣瓶通過箍帶安裝于推進(jìn)器本體外部蒙皮上；主發(fā)動機(jī)通過支架對稱安裝于推進(jìn)器本體底部；桁架適配器設(shè)置在環(huán)繞器本體與推進(jìn)器本體之間。優(yōu)選地，其具體為一種主要由下端為碟形的推進(jìn)器、中間為六面體的環(huán)繞器和上端為圓錐形的小型進(jìn)入器組成的構(gòu)型，與運載火箭采用包帶連接，器間采用爆炸螺栓連接。優(yōu)選地，探測器本體包絡(luò)尺寸為￠3. 6m，高度為3. 2m ;推進(jìn)器、環(huán)繞器和進(jìn)入器的本體尺寸分別為 ￠2. 3mXl. 3m、I. 4mXl. 4mXl. 5m、￠0. 76mX0. 38m。優(yōu)選地，推進(jìn)器攜帶大容量貯箱(5)，環(huán)繞器攜帶小容量貯箱(9)，分離后具備二次軌道機(jī)動的能力。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供一種多器組合火星探測器構(gòu)型的形成方法，包括如下步驟步驟一將大容量貯箱、高壓氣瓶、主發(fā)動機(jī)、推進(jìn)器本體組裝成推進(jìn)器；步驟二 將環(huán)繞器本體、大尺寸高分辨率相機(jī)、太陽翼、大口徑高增益天線、小容量貯箱和桁架適配器組裝成環(huán)繞器；步驟三在步驟一、步驟二的基礎(chǔ)上，將環(huán)繞器組裝于推進(jìn)器上；步驟四在步驟三的基礎(chǔ)上，將進(jìn)入器組裝于環(huán)繞器與推進(jìn)器組合體上，形成所述多器組合火星探測器構(gòu)型。更為具體地，在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方式中，根據(jù)本發(fā)明提供的構(gòu)型由下端為碟形的推進(jìn)器、中間為六面體的環(huán)繞器和上端為圓錐形的小型進(jìn)入器組成，與運載火箭采用包帶連接，器間采用爆炸螺栓連接。探測器本體包絡(luò)尺寸為0 3. 6m,高度為3. 2m ;推進(jìn)器、環(huán)繞器和進(jìn)入器的本體尺寸分別為 ￠2. 3mXl. 3m、I. 4mXl. 4mXl. 5m、￠0. 76mX0. 38m ；推進(jìn)器圍繞大容量貯箱、高壓氣瓶、主發(fā)動機(jī)等主要部件設(shè)計，由環(huán)繞器控制，完成調(diào)姿、變軌、制動等推進(jìn)功能，將攜帶的環(huán)繞器和進(jìn)入器送入火星預(yù)定軌道，之后擇機(jī)分離。從下到上受與運載接口、貯箱數(shù)量與尺寸、與環(huán)繞器接口約束，最終設(shè)計成碟形。環(huán)繞器為保證質(zhì)心在縱軸上，大尺寸高分辨率相機(jī)和大口徑高增益天線分別安裝于對稱的側(cè)板；太陽翼采用雙翼，分別安裝在側(cè)板，為減小光壓力矩，兩翼面積相等。其攜帶小容量貯箱，與推進(jìn)器分離后具有二次軌道機(jī)動的能力。進(jìn)入器為保證足夠的安裝空間，并確保質(zhì)心同軸，安裝于環(huán)繞器的頂板，進(jìn)入火星預(yù)定軌道后擇機(jī)分離，分離前由環(huán)繞器控制，分離后自行控制。本發(fā)明采用以上方法，設(shè)計一種火星探測器構(gòu)型，完全滿足小型進(jìn)入器、大尺寸高分辨率相機(jī)、大口徑高增益天線、大容量貯箱、小容量貯箱、太陽翼等部件的安裝和使用要求，由多器組合而成，具有機(jī)動能力更強(qiáng)、并行研制、組合安裝、研制周期短、通用性、擴(kuò)展性好等技術(shù)特點。


圖I是發(fā)射狀態(tài)構(gòu)型。圖2是飛行狀態(tài)構(gòu)型。
具體實施例方式如圖I所示，所述多器組合火星探測器構(gòu)型包括小型進(jìn)入器I、環(huán)繞器本體2、大尺寸高分辨率相機(jī)3、太陽翼4、大容量貯箱5、高壓氣瓶6、主發(fā)動機(jī)7、大口徑高增益天線8、小容量貯箱9、桁架適配器10、推進(jìn)器本體11。小型進(jìn)入器I通過爆炸螺栓連接于環(huán)繞器本體2頂板。大尺寸高分辨率相機(jī)3通過螺栓安裝于環(huán)繞器本體2側(cè)板。大口徑高增益天線8通過螺栓連接并壓緊于環(huán)繞器本體2側(cè)板上，發(fā)射后擇機(jī)展開。太陽翼4通過螺栓連接并壓緊于環(huán)繞器本體2側(cè)板，用于發(fā)射后擇機(jī)展開。小容量貯箱9通過雙法蘭固定于環(huán)繞器本體2底板上。大容量貯箱5通過單法蘭安裝于推進(jìn)器本體11的中間貯箱安裝板上。高壓氣瓶6通過箍帶安裝于推進(jìn)器本體11外部蒙皮上。主發(fā)動機(jī)7通過支架對稱安裝于推進(jìn)器本體11底部。、
桁架適配器10設(shè)置在環(huán)繞器本體2與推進(jìn)器本體11之間。該構(gòu)型的形成過程如下；步驟一，將大容量貯箱5、高壓氣瓶6、主發(fā)動機(jī)7、推進(jìn)器本體11組裝成推進(jìn)器；步驟二，將環(huán)繞器本體2、大尺寸高分辨率相機(jī)3、太陽翼4、大口徑高增益天線8、小容量貯箱9和桁架適配器10組裝成環(huán)繞器；步驟三，在步驟一、步驟二的基礎(chǔ)上，將環(huán)繞器組裝于推進(jìn)器上；步驟四，在步驟三的基礎(chǔ)上，將小型進(jìn)入器I組裝于環(huán)繞器與推進(jìn)器組合體上，形 成所述多器組合火星探測器構(gòu)型。
權(quán)利要求
1.一種多器組合火星探測器構(gòu)型，其特征在于，包括小型進(jìn)入器(I)、環(huán)繞器本體(2)、大尺寸高分辨率相機(jī)(3)、太陽翼(4)、大容量貯箱(5)、高壓氣瓶(6)、主發(fā)動機(jī)(7)、大口徑高增益天線(8 )、小容量貯箱(9 )、桁架適配器(IO )、推進(jìn)器本體(11)，其中 小型進(jìn)入器(I)通過爆炸螺栓連接于環(huán)繞器本體(2)頂板； 大尺寸高分辨率相機(jī)(3)通過螺栓安裝于環(huán)繞器本體(2)側(cè)板； 大口徑高增益天線(8)通過螺栓連接并壓緊于環(huán)繞器本體(2)側(cè)板上，用于發(fā)射后擇機(jī)展開； 太陽翼(4)通過螺栓連接并壓緊于環(huán)繞器本體(2)側(cè)板，用于發(fā)射后擇機(jī)展開； 小容量貯箱(9)通過雙法蘭固定于環(huán)繞器本體(2)底板上； 大容量貯箱(5)通過單法蘭安裝于推進(jìn)器本體(11)的中間貯箱安裝板上； 高壓氣瓶(6)通過箍帶安裝于推進(jìn)器本體(11)外部蒙皮上； 主發(fā)動機(jī)(7)通過支架對稱安裝于推進(jìn)器本體(11)底部； 桁架適配器(10 )設(shè)置在環(huán)繞器本體(2 )與推進(jìn)器本體(11)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的所述的多器組合火星探測器構(gòu)型，其特征在于其具體為一種主要由下端為碟形的推進(jìn)器、中間為六面體的環(huán)繞器和上端為圓錐形的小型進(jìn)入器組成的構(gòu)型，與運載火箭采用包帶連接，器間采用爆炸螺栓連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的所述的多器組合火星探測器構(gòu)型，其特征在于探測器本體包絡(luò)尺寸為￠3. 6m，高度為3. 2m;推進(jìn)器、環(huán)繞器和進(jìn)入器的本體尺寸分別為￠2. 3mX1.3m、I.4mX I. 4mX I. 5m、￠0. 76mX 0. 38m。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的所述的多器組合火星探測器構(gòu)型，其特征在于推進(jìn)器攜帶大容量貯箱(5)，環(huán)繞器攜帶小容量貯箱(9)，分離后具備二次軌道機(jī)動的能力。
5.一種多器組合火星探測器構(gòu)型的形成方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟一將大容量貯箱(5)、高壓氣瓶(6)、主發(fā)動機(jī)(7)、推進(jìn)器本體(11)組裝成推進(jìn)器； 步驟二 將環(huán)繞器本體(2)、大尺寸高分辨率相機(jī)(3)、太陽翼(4)、大口徑高增益天線(8 )、小容量貯箱(9 )和桁架適配器(10 )組裝成環(huán)繞器； 步驟三在步驟一、步驟二的基礎(chǔ)上，將環(huán)繞器組裝于推進(jìn)器上； 步驟四在步驟三的基礎(chǔ)上，將進(jìn)入器(I)組裝于環(huán)繞器與推進(jìn)器組合體上，形成所述多器組合火星探測器構(gòu)型。
全文摘要
本發(fā)明提供一種多器組合火星探測器構(gòu)型，包括小型進(jìn)入器、環(huán)繞器本體、大尺寸高分辨率相機(jī)、太陽翼、大容量貯箱、高壓氣瓶、主發(fā)動機(jī)、大口徑高增益天線、小容量貯箱、桁架適配器、推進(jìn)器本體。還提供相應(yīng)的形成方法。本發(fā)明滿足小型進(jìn)入器、大尺寸高分辨率相機(jī)、大口徑高增益天線、大容量貯箱、太陽翼等部件的安裝和使用要求，兼顧與運載接口適應(yīng)性，具有機(jī)動能力更強(qiáng)、并行研制、組合安裝、研制周期短、通用性、擴(kuò)展性好等技術(shù)特點。本發(fā)明可以應(yīng)用到火星探測任務(wù)中，也可以應(yīng)用于具有類似任務(wù)要求的金星、小行星等其他深空探測任務(wù)的飛行器。
文檔編號G01C11/00GK102717901SQ20121021356
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者任友良, 張偉, 杜冬, 王偉 申請人:上海衛(wèi)星工程研究所