空间站梦天载荷适配器设计与连接精度验证

空间站舱外载荷适配器是一种用于空间站载荷进出舱及开展载荷舱外暴露试验的轻小型空间对接机构。介绍空间站梦天载荷适配器应用场景、设计思路、产品组成及定位原理;针对该产品高互换性及高定位精度的需求,对3°~120°均布的杆槽定位方式进行了数学建模分析及试验验证。得出了该定位方式具有良好的定位精度及互换性能的结论,在后续空间对接机构设计过程中,可作为备选构型优先考虑。

航天器舱外载荷适配器技术综述

航天器舱外载荷适配器是一种轻小型空间对接机构,根据操作方式分为被动式和主动式两大类。文章介绍了日本设备调换装置(EEU)、美国飞行可释放连接机械装置(FRAM)等国内外舱外载荷适配器,总结了其引导定位、机械锁紧和电连接的功能实现方式。针对空间机械臂操作、人机工效学存在的无法精确定位和驱动力不足的问题,分析了舱外载荷适配器的工作模式、关键部件、地面试验等关键技术和解决措施。针对未来我国先进载荷任务需求,提出了开展功能强大、承载能力强的主动式适配器研究建议;针对大型高轨航天器,提出了开展被动式适配器技术研究建议。

异型载荷适配器工艺方案及精度测量方法研究

为适应新型航天器的功能需要,载荷适配器的结构也越来越复杂。针对某航天器的结构特点进行异型载荷适配器设计,为抵消某再入航天器的质心大偏移量,实现分离设计的自调平。在分析铆接技术和增材制造技术特点的基础上,对铆接和增材制造两种不同的工艺方案进行对比分析。结合异型载荷适配器实际制造精度测量需要,选用激光跟踪测量技术作为精度测量的方法。通过在某型上面级发动机喷管安装后轴线测量的应用案例分析可知,基于激光跟踪仪及最小二乘法的测量及数据处理方法,可应用在异型载荷适配器的精度测量中,所得的精确数据可作为后续分离设计时分离弹簧选配的依据。

适应大偏心载荷适配器的结构方案与分离分析

针对某型再入式航天器对运载器连接分离的技术指标要求,结合此类航天器具有质心偏移中心轴线较大距离的特点,设计了一种适应大质心偏移的有效载荷适配器,并对分离方案进行设计及仿真分析,实现了满足航天器与运载器分离姿态的无干涉分离,在不增加额外结构自重的前提下,有效提高了运载效率。

潜空导弹垂直发射出筒适配器受载变形仿真研究

针对适配器方案发射的潜空导弹,建立导弹水下垂直发射横向动力学模型和出筒过程载荷计算方法并进行数值分析,研究潜空导弹垂直发射出筒过程中,航速、适配器刚度等发射条件对适配器的受载情况及压缩量的影响,对潜空导弹及其它战术导弹水下垂直发射以及适配器设计具有指导意义。

支撑结构对整流罩分离特性的影响分析

研究在载荷适配器上增加支撑结构以提升整流罩的分离特性,通过有限元软件进行整流罩分离特性仿真,研究支撑结构的直径和摩擦系数对整流罩分离特性的影响。分析发现,增加支撑结构有助于提升整流罩分离速度和安全距离,支撑直径越大,效果越明显;摩擦系数对整流罩分离速度几乎没有影响,但降低摩擦系数有助于提高罩内载荷空间的安全性。验证了在载荷适配器上增加支撑结构以提升整流罩分离性能的可行性,对整流罩分离系统的设计具有参考意义。