空间飞行器设计-航天器的基本组成 ppt课件

4. 能源仪器安装面结构：
提供仪器设备安装所必需的安装面。保证
仪器的安装精度，要有足够的强度、刚度来
保证变形不超过容许限度。
ppt课件
27
5. 能源结构： 主要指安装电池的结构，包括固定结构和能
收拢、展开太阳能电池帆板的结构。应能保证 在发射过程中及入轨后结构本身和电池不受损 坏并能正常供电。
6. 天线结构： 如鞭状天线、拉杆天线、喇叭形天线、抛物
特点：合成孔径雷达具有一副大的、展开 式帆板天线。载有合成孔径雷达的 卫星在构形上至少有两副大的帆板 式构件。
载有合成孔径雷达的卫星其两副大的帆 板式构件功能各异。其中一副对地，为雷达 天线；另一副对太阳，为太阳能电池帆板。
ppt课件
21
ppt课件
22
ppt课件
23
3. 搭载卫星的构形
在运载火箭发射主卫星时有富裕的载荷质量 和箭头空间，允许顺便搭载发射的卫星。
此类卫星的构形受运载火箭所规定的搭载条 件（允许的尺寸、质量和外形等）、规定的装 配和接口等制约。
搭载卫星的构形因其所搭载的运载器的条件 而呈现多样性，无一般规律性。
ppt课件
24
但对 一定的运 载火箭， 所能搭载 的卫星构 形相对而 言是规范 化的。
ppt课件
25
10.1.2 卫星结构的分类 卫星是由各种结构组件组合而成的，这些
结构还可按力学性能分为：柔性、刚性、
半刚性结构。
ppt课件
29
10.2 温度控制分系统
卫星空间运行环境：－270oC深冷空间。 主要热源有：太阳辐射热、地球红外辐射热和 地球反射热，星内仪器自身发热及相互之间的 传热。
为保证其仪器工作正常，需进行温度控制。
星内仪器有不同的温度要求：电池、固体 远地点发动机等。
ppt课件
16
三轴稳定，p精pt课件度0.2°
17
三、其它方式的卫星构形
1. 单太阳帆板卫星的构形 太阳帆板只安装在卫星的一个侧，也就是说 要求一侧对太阳而另一侧不对太阳的构形。因 为卫星有效载荷上有制冷设备。
ppt课件
18
中巴资源卫星
ppt课件
19
ppt课件
20
2.有合成孔径雷达的对地观测卫星的构形
特点：1) 卫星整体呈绕自旋轴的对称结构; 2) 自旋星体上一般贴有太阳能电池片； 3) 对圆柱形卫星，一般要求直径大于高 度，以提高对自旋轴的转动惯量。
ppt课件
6
ppt课件
7
结构简单，不需要携带能源，易于稳定， 可靠性高的优点。在早期的中小型人造天体上 应用较多。如美国的信使、先驱者5号、探险者 1号至7号卫星上，都采用了自旋稳定姿控系统。
自旋稳定的缺点是控制精度较低，大约在 1º—5º间，并且只有固定不变的方向，没有调 整机动的余地。
ppt课件
8
2.重力梯度稳定控制卫星的构形
利用卫星各部分质量所受到的不相等的引力 等因素产生的重力梯度力矩来稳定卫星姿态。
特点：设有一根顶端置有一定质量的重力杆，重 力杆长度一般大于卫星高度。
设置重力杆的目的是获得足够的控制力矩。 为使卫星能装入整流罩，要做成可伸展的结构。
结构按其功能可作如下分类：
1. 外壳结构
保证所要求的结构外形、及必要的表面性质， 如对光或无线电波的反射、吸收等。同时， 外壳结构应能抵御空间高能粒子的辐射。
2. 承力结构：
传递火箭推力，是承受卫星的超重等载荷的
主要承力件。
ppt课件
26
3.密封结构： 主要承受内压。其功能是在宇宙空间环境内，
人工建立一个适宜的环境，使其保持一定的温 度、气压等，供某些精密仪器安装，和保证其 正常工作。另有各种液体和气体容器等密封结 构。
一、 不用整流罩和用整流罩的卫星
大部分是用整流罩的，卫星构形不受运载 火箭气动外形的影响，只要能放置在整流罩所 包容和容许的空间之内。
不用整流罩时，卫星就是运载火箭的头部。
卫星的外形必须满足星箭组合体在发射段的气
动特性要求。
ppt课件
4
ppt课件
5
二、不同姿态控制方式的卫星构形
1. 自旋稳定控制卫星的构形
ppt课件
9
ppt课件
10
重力梯度稳定， 精度3°
ppt课件
11
pwk.baidu.comt课件
12
重力梯度稳定仅适用于控制精度要求不高 的人造天体。例如导航卫星。
重力梯度稳定最大的优点是不需要任何电 源，也不需要姿态敏感器，因而这种控制方法 简单、可靠、经济，特别适宜于长期运行。
其缺点是控制精度较低。美国在子午仪导 航卫星、头两颗测地卫星和应用技术卫星中都 运用过这种稳定方式。
面形天线结构等。其设计有多种特殊要求。如 抛物面天线结构要求在剧烈的温度变化下热胀 冷缩尽量小。
ppt课件
28
7. 防热结构： 防止卫星回收时高温传入结构内部，这是
返回式卫星的一个主要部分。
除此以外，还有连接和分离装置（保证其
与运载火箭的连接与分离），以及其他重要 机构，如太阳能电池帆板的锁紧和伸展机构、 各种舱门的铰链机构等。并不是所有卫星均 具有上述结构。
航天任务而异。
ppt课件
2
10.1 结构分系统
航天器结构外形与仪器总体布局及总装有关， 同时也与姿态控制方式密切相关。
功用：在满足总体布局要求前提下，构成卫星 整体；在静态情况下承受卫星载荷，支承 卫星；在动态情况下传递运载火箭和远地 点发动机的推力，承受各种力学环境载荷。
ppt课件
3
10.1.1 卫星的结构外形
ppt课件
13
3. 三轴稳定控制卫星的构形
无明显构形特点，构形比较自由。
系统由下列3个子系统组成： 姿态敏感器：指向敏感对象（地球、太阳、 特定恒星等）； 姿态控制器：冷气、发动机、飞轮系统 姿态控制执行器：在俯仰、偏航和滚动三 个轴各装一对推力相反的共6个推力器
ppt课件
14
ppt课件
15
法国地球观测卫星
ppt课件
30
10.2.1 无源温度控制 1. 无源被动式控制
(1)喷涂涂层
不同材料涂层有不同的吸收率 和辐射率，
在仪器表面喷涂这些材料，如镀金、喷涂白漆、 黑漆、铝粉漆等。或者通过金属材料的表面机
第10讲 航天器的基本组成
ppt课件
1
近地空间环境的特点： 高真空、强辐射、超低温背景、冷热交变 航天器完成预定的空间任务，需有若干不同
功能的分系统。 通用系统：指所有航天器均需安装的功能相同
的系统。主要有：结构系统、温度控 制系统、控制系统、电源分系统、天 线分系统、无线电分系统等。
专用系统：不同航天器装有不同的专用系统，随