内支撑式串联双星分离技术

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1、2012年第4期导弹与航天运载技术No．42012总第320期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo．320文章壤号：1004·7182(2912)04-oool-04内支撑式串联双星分离技术范瑞祥，唐军刚，雷凯(北京宇航系统工程研究所，北京，100076)摘要：内支撑式串联双星分离方案是国际主流运载火箭发射双星的优选方案。以CZ-2C／SMA火箭一箭双星发射环境A、B卫星方案为研究对象，介绍内支撑式结构布局、分离系统及典型分离时序，分析了双星分离的近场和远场关系．结果表明，谊内支撑式串联双星分离方案合理、可行，安全性好．关键词：运载

2、火箭：双星发射；内支撑；分离；上面级中图分类号：V475．1文献标识码：ASeparationTechnologyofDualSatelliteforInternalCarryingLayoutFanRuixiang，TangJungang，LeiKai(BeijingInstituteofAstronauticalSystemsEngineering,Beijing，100076)Abstract：Theseparationschemeofdualsatelliteforinternalcarryinglayoutispfiofityoftheinte

3、rnationalmainstreamvehicle．ThedualsatellitelaunchofCZ-2C／SMA，isstudiedandsomeissuesrelatedtotheseparationtechniquearcintroduced,includinggenerallayoutscheme，separationsystemandthesequenceofseparationandtherelationsofnearfieldandfarfieldofthedualsatelliteseparationisanalyzed．There

4、sulmindicatethatthisseparationschemeisofreason,feasibilityandsafety．KeyWords：Launchvehicle；Dualsatellitelaunch；Internalcarrying；Separation；Upperstage0引言按照卫星在整流罩内的布局方案，运载火箭以一箭双星状态发射卫星通常分为串联和并联两种方式，串联方式按照结构形式又可分为内支撑式和外支撑式两种方案，其中内支撑式以其独特的优点为世界主流运载火箭所青睐，如阿里安公司的内支撑系统(SystemedeLancemen

5、tDoubleAriane，SYLDA)【1·2l(见图1)，以及波音公司的DualManifest系统【3，4】等都广泛应用于商业卫星发射服务。内支撑方案最大的优点就是无需改变原有运载火箭的整流罩及其分离系统，通过特殊设计的内支撑结构充分利用火箭的运载能力，实现一箭双星的发射。2008年9月，CZ．2C／SMA火箭以一箭双星方式成功发射环境A、B卫星，即采用内支撑式串联双星方案。这种串联双星方案在中国运载火箭中尚属首次应用。收稿日期：2012-04-09作者简介：范瑞样(1965．)，博士。研究员，从事运载火箭总体设计a)SYLDA(内支撑)b)SPE

6、LDA(外支撑)图l阿里安公司SYLDA和SPELDA结构1双星分离方案简介内支撑式串联双星结构见图2，由上星支架、下星支架、筒段、杆系结构、上面级结构、转接框和整流2导弹与航天运载技术2012年罩等组成，其中：上星支架、筒段和杆系结构共同组成内支撑结构。下星通过下星支架、转接框与上面级结构相连，上星则通过上星支架、筒段、杆系结构与上面级结构相连。图2内支撑式串联双星结构分离系统主要由星箭分离系统和上星支架分离系统组成pJ。a)星箭分离系统。上星和下星的分离系统一致，采用①660mm包带分离方式，包括包带系统和分离弹簧机构。包带系统．用于星箭的连接和解锁

7、；分离弹簧机构安装在卫星支架上，通过分离弹簧提供星箭的分离速度。‘b)上星支架分离系统。采用半柱段拔罩分离方式，即将分离面选择在筒段中间的适当位置，分离火工品采用8枚低冲击分离装置，并采用2×8路非电传爆火工品系统为低冲击分离装置提供同步的解锁能源，分离时由弹簧提供分离力。双星发射时，为满足环境A、B卫星不同轨道的要求(两颗卫星半长轴相差7．5km)，同时考虑整个分离过程的近场和远场安全距离，特殊设计飞行时序，典型飞行时序如图3所示。婚程宴言◇睡图3双星发射典型时序l一上面级固体变轨发动机工作；2一向A星入轨姿态方向调姿；3一释放A星：4一向抛卫星支架方

8、向调姿：5一释放卫星支架：6一向上面级减速方向调姿；7一动力减速；8一向B星入轨