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超轻超稳超静高轨遥感卫星平台结构技术

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登记号:G20201093

所属行业:科学研究和技术服务业

学科分类:人造地球卫星;

关键词: 卫星 结构 超轻 超静 超稳

绿色分类:材料节约;

  • 基本信息
成果名称: 超轻超稳超静高轨遥感卫星平台结构技术
成果登记号: G20201093 学科分类: 人造地球卫星;
绿色分类: 材料节约; 项目关键词: 卫星  结构  超轻  超静  超稳
推荐单位:

上海卫星工程研究所

成果所处阶段: 成熟应用阶段
合作方式: 合资合作, 成果所属行业: 科学研究和技术服务业
国家/地区: 中国 知识产权: 发明专利,其他
简介: 点击查看

该项目属于航天器结构与设计技术领域。被誉为 “大国重器”的风云四号气象卫星等高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率的新一代高轨遥感卫星是航天强国的重要标志,已成为展示我国科技实力的又一张国家名片。打造一个承载大、重量轻、精度高、变形小、环境好的平台结构是我国发展新一代高轨遥感卫星的必由之路。该项目作为风云四号等多个国家重大卫星工程的关键技术之一,以超轻、超稳、超静作为研制目标,突破了超低结构比、在轨角秒级变形、超低力学环境控制等技术难题,研制成功了我国新一代高轨遥感卫星平台结构。项目的主要创新点如下:1.国际上首次采用四贮箱围绕中心承力筒平铺安装的新型平台结构方案,在严苛的火箭整流罩包络限制下,使卫星对地面增加30%,为实现多台大型遥感仪器安装于同一卫星,最大程度地发挥卫星效能奠定了基础。通过构型拓扑优化、传力路径优化、材料设计优化等实现了结构轻量化,相对于同类型的美国新一代高轨气象卫星GOSE-R,平台结构重量由508Kg减轻到385Kg,减幅达24%。2.国内首次在整星级地面精度测量中采用高精度零重力模拟方法,解决了卫星地面精度测量受重力影响大的问题。采用力热多学科协同仿真结合地面试验,实现了高保真的卫星结构在轨变形预示。通过高导热低变形金属基复合材料研制与应用、树脂基复合材料零膨胀设计与制造以及基于刚度解耦的变形隔离技术,研制了超低变形星敏感器支架,在轨极端温度环境下变形小于1″,达到国际领先水平,为高轨遥感卫星实现像元级图像定位与配准提供了稳定的基准。3.突破了卫星发射段和在轨段全生命周期的动态响应辨识与抑制技术。通过精细化建模与仿真,结合地面试验数据挖掘与分析,实现精准错频和精确布局,极大降低了星载设备发射段的振动响应,仅为传统结构平台的50%。发明了适应空间环境的恒扭矩展开机构、记忆合金解锁装置、冲击隔离装置以及新型低冲击熔断式切割器等产品,使卫星敏感区域冲击响应从常规火工装置解锁的5000g以上减小到15~300g。针对精确识别的星上活动部件动态特性,发明了多种高性能星载宽频微振动减隔振装置,实现了星上敏感区域在轨振动响应小于1×10-3g,达到了国际先进水平,解决了卫星多台敏感遥感仪器协同对地观测的动力学兼容性难题,支撑了我国航天器微振动研究体系的建立。 该项目系统复杂、技术难度大、创新性强,拥有多项自主知识产权,获得授权专利27项,受理专利12项,发表相关著作与论文24篇,制定国军标2项,总体技术达到国际先进水平。所取得的研究成果已成功应用于风云四号和通信技术试验卫星二号,为风云四号卫星在国际上首次实现扫描辐射计、垂直探测仪、闪电成像仪等多台仪器共平台协同对地观测,实现我国在气象卫星领域从跟跑、并跑到领跑的历史性跨越做出了重要贡献。该成果已推广应用至国际首颗静止轨道微波探测卫星、高轨高光谱卫星等多颗高轨遥感卫星,具有广阔的应用前景。

姓名: 周徐斌 性别:
出生日期: 2020-08-27 08:00:00.0 职务:
国籍(地区): 中国 联系地址: 上海市闵行区元江路3666号
电子邮件: zhanghongying@509.sast.casc
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