[发明专利]多器组合火星探测器构型及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多器组合探测器构型，尤其可以应用到火星探测任务中，也可以应用于具有类似任务要求的金星、小行星等其他深空探测任务的飞行器，具体地，涉及一种多器组合火星探测器构型及其形成方法。

背景技术

火星是航天深空探测领域的重要探测对象，主要的探测形式有飞越、环绕、着陆等多种方式。针对我国火星探测任务，以多器组合方式设计火星探测飞行器构型，需携带小型进入器、大尺寸高分辨率相机、大口径高增益天线、大容量贮箱、太阳翼等部件，兼顾环绕和着陆两种探测方式，适应火星、金星等探测任务需要。

发明内容

本发明提出一种适用于我国火星探测的多器组合探测器构型。

根据本发明的一个方面，提供一种多器组合火星探测器构型，包括小型进入器、环绕器本体、大尺寸高分辨率相机、太阳翼、大容量贮箱、高压气瓶、主发动机、大口径高增益天线、小容量贮箱、桁架适配器、推进器本体，其中：

小型进入器通过爆炸螺栓连接于环绕器本体顶板；

大尺寸高分辨率相机通过螺栓安装于环绕器本体侧板；

大口径高增益天线通过螺栓连接并压紧于环绕器本体侧板上，用于发射后择机展开；

太阳翼通过螺栓连接并压紧于环绕器本体侧板，用于发射后择机展开；

小容量贮箱通过双法兰固定于环绕器本体底板上；

大容量贮箱通过单法兰安装于推进器本体的中间贮箱安装板上；

高压气瓶通过箍带安装于推进器本体外部蒙皮上；

主发动机通过支架对称安装于推进器本体底部；

桁架适配器设置在环绕器本体与推进器本体之间。

优选地，其具体为一种主要由下端为碟形的推进器、中间为六面体的环绕器和上端为圆锥形的小型进入器组成的构型，与运载火箭采用包带连接，器间采用爆炸螺栓连接。

优选地，探测器本体包络尺寸为φ3.6m，高度为3.2m；推进器、环绕器和进入器的本体尺寸分别为φ2.3m×1.3m、1.4m×1.4m×1.5m、φ0.76m×0.38m。

优选地，推进器携带大容量贮箱（5），环绕器携带小容量贮箱（9），分离后具备二次轨道机动的能力。

根据本发明的另一个方面，还提供一种多器组合火星探测器构型的形成方法，包括如下步骤：

步骤一：将大容量贮箱、高压气瓶、主发动机、推进器本体组装成推进器；

步骤二：将环绕器本体、大尺寸高分辨率相机、太阳翼、大口径高增益天线、小容量贮箱和桁架适配器组装成环绕器；

步骤三：在步骤一、步骤二的基础上，将环绕器组装于推进器上；

步骤四：在步骤三的基础上，将进入器组装于环绕器与推进器组合体上，形成所述多器组合火星探测器构型。

更为具体地，在本发明的一个优选的实施方式中，根据本发明提供的构型由下端为碟形的推进器、中间为六面体的环绕器和上端为圆锥形的小型进入器组成，与运载火箭采用包带连接，器间采用爆炸螺栓连接。

探测器本体包络尺寸为φ3.6m，高度为3.2m；推进器、环绕器和进入器的本体尺寸分别为φ2.3m×1.3m、1.4m×1.4m×1.5m、φ0.76m×0.38m；

推进器围绕大容量贮箱、高压气瓶、主发动机等主要部件设计，由环绕器控制，完成调姿、变轨、制动等推进功能，将携带的环绕器和进入器送入火星预定轨道，之后择机分离。从下到上受与运载接口、贮箱数量与尺寸、与环绕器接口约束，最终设计成碟形。

环绕器为保证质心在纵轴上，大尺寸高分辨率相机和大口径高增益天线分别安装于对称的侧板；太阳翼采用双翼，分别安装在侧板，为减小光压力矩，两翼面积相等。其携带小容量贮箱，与推进器分离后具有二次轨道机动的能力。

进入器为保证足够的安装空间，并确保质心同轴，安装于环绕器的顶板，进入火星预定轨道后择机分离，分离前由环绕器控制，分离后自行控制。

本发明采用以上方法，设计一种火星探测器构型，完全满足小型进入器、大尺寸高分辨率相机、大口径高增益天线、大容量贮箱、小容量贮箱、太阳翼等部件的安装和使用要求，由多器组合而成，具有机动能力更强、并行研制、组合安装、研制周期短、通用性、扩展性好等技术特点。

附图说明

图1是发射状态构型。

图2是飞行状态构型。

具体实施方式