微分资讯 | 微分航宇多星堆叠压紧释放装置顺利完成验收级、鉴定级力学试验并在振后成功解锁

文摘   科技   2024-04-20 16:56   北京  

2024年4月12~15日,微分航宇在50t力学振动台开展了多星堆叠释放装置的验收级、鉴定级力学试验,并在振后成功解锁,试验取得圆满成功。

微分航宇研制的多星堆叠释放装置采用公司特有的非火工解锁技术方案,作为主承力的堆叠柱和压紧杆均采用高模碳纤维材料作为结构主体,在4层卫星单层高度440mm,总负载为2200kg,横向基频15Hz的条件下,堆叠释放装置整体重量仅为110kg,具有大承载、高可靠、低冲击解锁、重量轻、刚度高、可重复使用、模块化、总装方便等特点。此外,释放装置还采用首创的方形堆叠柱内嵌压紧杆设计,体积包络不到同类产品的一半,可有效减小卫星组合体包络尺寸,进而减小所需运载的整流罩直径。

本次力学试验分别进行了Z向0.8g、1.2g,X向1g、1.5g,Y向1g、1.5g正弦5~100Hz振动试验,在主频前后进行了合理下凹,X向特征级扫频时一阶频率达到15.6Hz,正弦1g扫频时为15.0Hz,1.5g扫频时为14.4Hz;Y向特征级扫频时阶频率达到14.9Hz,正弦1g扫频时为14.6Hz,1.5g扫频时为13.9Hz;Z向振动主要表现为卫星的局部振动。所有方向的预复振曲线高度重合。试验结果表明:(1)微分航宇堆叠释放装置在大量级振动输入时,主频稳定,无明显前飘,主频以外频段响应放大小,实现了整体结构的完全压紧,压紧面无滑移错动,无离缝碰撞情况发生;(2)振动试验前后整体预紧力无变化、结构保持健康无破坏。

堆叠释放装置X向鉴定级力学试验响应曲线

堆叠释放装置Y向鉴定级力学试验响应曲线

堆叠释放装置Z向鉴定级力学试验响应曲线

堆叠释放装置3向验收、鉴定级力学试验预复振特征曲线

DXSF-SM24多星堆叠压紧释放装置Z向正弦振动试验

DXSF-SM24多星堆叠压紧释放装置X向正弦振动试验

DXSF-SM24多星堆叠压紧释放装置振后解锁试验
在振后解锁试验时采集了解锁冲击信号,冲击信号表明三个堆叠柱的6个解锁装置的解锁同步性约为4ms。离堆叠释放装置安装界面最近的卫星结构处测得的冲击信号时域最大为2185g,频域截止到6000Hz为5627g,并且距离底部解锁部位越远冲击越大。经分析虽然非火工解锁的冲击较小,但是由于堆叠释放装置的单柱预紧力达到了16t,预紧力释放时,越靠近上方的卫星位移越大,受到的冲击也越大。考虑到鉴定级1.5倍力学试验时,释放装置的压紧力仍然充足,正样产品可以将预紧力减小来降低预紧力释放带来的冲击。另外由于振动台的刚度远大于末级运载火箭失重时的刚度,在轨释放时的冲击也会小于在振动台上解锁的冲击。

释放底座测得的冲击时域信号

星上测得的冲击时域信号

星上测得的冲击频域信号

此外,微分航宇研制的多星堆叠释放装置还可通过纯机械方案实现多星的依次有序释放,有效保证卫星均匀散开,规避相互擦碰风险。

星箭组合体初始角速度为0.5°/s时整体释放卫星飞行动力学仿真结果

星箭组合体初始角速度为0.5°/s时有序释放卫星飞行动力学仿真结果
截至目前不完全统计,北京微分航宇科技有限公司已参加52次太空飞行任务,累计有128套星箭适配器、91套太阳翼、天线或其他航天产品的解锁展开机构(其中包含468套减振器、97套展开铰链、38套解锁器、306支记忆合金拔销器、317支行程开关、71套分离螺母、2套大行程拔销器)成功执行了在轨飞行任务,成功率保持100%。

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微分航宇公司简介

北京微分航宇科技有限公司成立于2017年,专注于宇航非火工解锁、展开、分离等技术研究与应用推广。公司的“宽承载高可靠宇航非火工解锁分离关键技术研究及应用”成果技术经工信部评定达到国际先进水平;公司“航天器非火工解锁系统级解决方案”项目在第十一届中国创新创业大赛技术融合专业赛暨第四届中国航天创新创业大赛中获全国最高奖项一等奖!公司业务包括销售记忆合金拔销器、分离座、分离螺母、展开铰链、减振器、行程开关、WF系列星箭适配器等7类系列化货架产品,并提供壁挂式多星分配器、堆叠式多星释放装置、运载火箭级间分离装置的定制化设计服务。公司全部产品具有自主知识产权,已申请发明专利30余项。公司研制的非火工解锁分离产品,具有“宽承载、快响应、高可靠”等优势。产品承载能力覆盖几十牛至数十吨;解锁分离时间约50ms(通电10A电流);不含任何电子元器件,仅使用转动副和面接触,解锁可靠性大于0.9999999,此外兼具重量轻、成本低、可重复测试、使用方便等优势。

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