一种承力式表面张力贮箱

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1、第40卷第1期2014年2月火箭推进JOURNALOFROCKETPROPULSIONV01．40．No．1Feb．2014一种承力式表面张力贮箱陈志坚，邱中华(上海空间推进研究所，上海201112)摘要：卫星平台总体结构的要求是自身重量轻，承载能力强，与推进剂燃料贮箱是相同的，如果能把推进剂燃料贮箱作为卫星平台的结构承力件使用，无疑会使卫星平台的结构重量减轻。为此，提出一种卫星平台承力结构件的表面张力贮箱方案。针对采用承力式表面张力贮箱的卫星平台承力结构方案进行了基本的受力分析。通过实例计算证明了承力式表面张力贮箱的适用性。关键词：承力；表面张力贮箱；卫星平

2、台；主承力结构中图分类号：V434+．23—34文献标识码：A文章编号：1672—9374(2014)01—0025—05BearingsurfacetensiontankCHENZhi-jian，QIUZhong—hua(ShanghaiInstituteofSpacePropulsion，Shanghai2012，China)Abslract：ThemainstructureofsatelliteplatformisrequiredtOhavelightweightandlargeloadingcapacity，whichisinaccordwiththe

3、propellanttank．Ifthepropellanttankcanbeusedasthebeatingstructure，theweightofsatelliteplatformcanbereduced．Thus，anewstyleofsurfacetensiontankwhichcanbeusedasthemainbearingstructureofsatelliteplatformisdiscussedinthispaper．Thebasicforceanalysisforthemainbearingstructureofsatelliteplat

4、formwithbeatingsurfacetensiontankswascarriedout．Theapplicabilityofthebearing，surfacetensiontankswasprovedbyanexamplecomputationwithFEAcodes．Keywords：beating；surfacetensiontank；satelliteplatform；mainbeatingstructureo引言髫茎翥耋羹霎耋莩军惹曩凳喜昙霜?蓑霎芸翥：卫星平台的结构是卫星整体的主体结构，其桁架结构和它们的组合结构。以美国休斯公司为结构的性能

5、直接关系到卫星有效载荷的能力和卫代表的制造商采用的是桁架结构，典型的卫星平星在轨的工作寿命。美国、欧洲、日本、中国、台有HS一601平台、HS一702平台；以劳拉空间系收稿日期：2013—0l一25；修回日期：2013—11-13作者简介：陈志坚(1957一)，男，研究员，研究领域为各种航天器用推进剂贮箱的设计火箭推进2014年2月统公司为代表的制造商采用的是主承力筒结构，典型代表是FS一1300；在欧洲法国宇航推出的空间公用舱卫星平台，典型的有Space—busl000，2000和3000；马特拉马可尼空间公司推出的欧星平台有Eurostar一1000，20

6、00和3000。俄罗斯和日本发展了GOMS和MTSAT静止气象卫星；印度研制了INSAT一1，2和3代气象和广播通信合用的多功能卫星；我国先后发射了东方红系列通信卫星和风云系列气象卫星等结构都是承力筒结构、板式结构、桁架结构和它们的组合结构形式㈣。除此之外，俄罗斯FREGAT上面级中采用了将主承力桁架放置在贮箱中的主承力结构，见图1。它采用6件贮箱(包括4件推进剂贮箱与2件安装设备单机的贮箱)相贯的结构，通过相贯连接与桁架连接实现主承力结构的功能。图1俄罗斯FREGAT上面级魄．1RussmFREGATupperstage卫星平台上的贮箱是姿轨控系统的重要部件

7、，它的体积和重量约占卫星平台的80％到90％，是卫星平台中最庞大的部件，是卫星变轨和调姿所需动力燃料的储存容器。如果贮箱失效，轻则缩短卫星寿命，重则引起爆炸导致整个卫星毁灭。由于贮箱部件的特殊性，所以贮箱在设计和制造时，要求其尽可能的坚固，承受载荷的能力强，在卫星平台的安装和联结方面，要求尽可能地使其受力最小，承力条件最好。但由于火箭运载能力限制，又要求卫星平台自身重量最轻，使其能携带最多有效载荷和推进剂燃料。这两个方面相互矛盾的要求迫使工程技术人员必须选择最佳设计。由于推进剂燃料贮箱在整个卫星的重要性及其失效的危险性，在上述卫星平台的结构设计中，除俄罗斯FR

8、EGAT上面级外没有一种结构是将贮箱作