[发明专利]高轨道卫星平台10N推力器布局方法

摘要

高轨道卫星平台10N推力器布局方法，推力器安装位置不再局限于对地板与背地板，而是以寿命中期质心位置为基准进行推力器对称布局，根据用户需求与太阳翼、天线、敏感器及执行机构等对10N推力器布局的限制，合理兼顾减小推力器羽流影响、避免结构干涉、提高推力器工作效率、节省推进剂等各方面要求，不仅避免了两个10N推力器组合配对控制俯仰或偏航的情况，消除了因推力器不对称导致日常姿态控制有大的轴间耦合的问题，同时减小了成对推力器工作进行向东/向西位置保持或向南/向北位置保持时的最大干扰力矩，使应对490N发动机点火变轨故障的能力大大增强，提高了推力器工作效率，节省了推进剂。

主权项

高轨道卫星平台10N推力器布局方法，其特征在于步骤如下：(1)确认需进行10N推力器布局的卫星平台的质量特性，包括星箭分离后、太阳翼展开后、天线展开后、每次转移轨道490N发动机点火变轨后、定点后寿命初期、寿命中期、寿命末期卫星质心在卫星机械坐标系中的位置；(2)确认卫星平台的用户需求与卫星上安装的太阳翼、天线、敏感器、相机及执行机构对10N推力器布局的限制条件；所述的用户需求包括卫星三轴姿态控制所需力矩，转移轨道变轨及定点后位置保持所需各方向速度增量与推力；太阳翼、天线、敏感器、相机及执行机构对10N推力器布局的限制包括其安装位置、几何尺寸，对微粒污染、热流影响、干扰力、干扰力矩及视场影响的承受能力；(3)以寿命中期质心位置为基准，在卫星平台的南北板、东西板及其相交的侧棱上、背地板上进行10N推力器对称布局；(4)对步骤(3)得到的10N推力器布局进行迭代优化，先以10N推力器羽流的15°或16°半锥角与星上太阳翼、天线、敏感器、相机及执行机构部件不干涉为限制条件进行初步布局，再利用安装的10N推力器的实际羽流的热流量、微粒流量、干扰力、干扰力矩数学模型进行数学仿真，判断其热流量影响、微粒污染、干扰力影响、干扰力矩影响短期最大值和卫星寿命期间累计值是否超过卫星外表面安装的太阳翼、天线、敏感器、相机及执行机构的承受能力，如超过承受能力则加大对应10N推力器的安装角度；(5)将步骤(4)得到的10N推力器布局与490N发动机进行故障对策优化，优化原则为：在第一次转移轨道490N发动机变轨时就出现故障情况下，按10N推力器累计工作寿命22小时计算，利用10N推力器作490N发动机备份将卫星送到同步轨道后，卫星仍有足够的10N推力器和剩余推进剂按用户要求的姿态和轨道控制精度正常工作10年。