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项目名称:运载火箭智能分离系统

牵头单位:北京宇航系统工程研究所

       北京宇航系统工程研究所研发团队均具有国内985、中科院等知名院所博士学历,作为主要人员主持或参与过我国重大航天工程的总体、分离、电气系统及人工智能前沿技术研发,核心成员具有国外留学或访学经历,拥有20余件国防、普通发明及实用新型专利。

       绳系卫星是指用绳索将两个或者两个以上的航天器连接在一起所构成的空间飞行系统。立方体卫星指的是一种采用通用设计标准制作的、形状规则的微纳卫星。标准立方体卫星规格是1U(100×100×113.5mm),在此基础上,可扩展为2U(100×100×170.2mm)、3U(100×100×340.5mm)、6U(100×226.3×340.5mm)、8U(226.3×226.3×226.3mm)、12U(226.3×226.3×340.5mm)等规格。绳系立方体卫星结合绳系卫星及立方体卫星的优点,具有体积小、重量轻、研发周期短、费用低、可以组网运行以完成大卫星所无法完成的任务等特点,在未来新技术验证、环境监测、空间抓捕、深空探索、航天教学与科研等领域将发挥越来越重要的作用,基于立方体卫星开展绳系卫星系统的应用受到众多科研单位及商业公司的重视与青睐。

       用于绳系立方体卫星的连接与释放是推动绳系立方体卫星发展的重要支撑。当前,市场上还未见有绳系立方体卫星分离系统产品,系绳释放机构都还只是停留在实验室状态,立方体卫星释放装置有产品可供选购。为了便于用户使用,项目团队研发与之配套的立方体卫星释放装置,提出一种基于机械耗能的被动型阻尼减速系绳释放机构和一种可靠释放、舱门可靠锁定、具有自动检测和减振功能的立方体卫星释放装置,将系绳释放机构与立方体卫星释放装置进行综合集成,形成有智能感知的绳系立方体卫星分离系统。

       立方体卫星释放装置底板中间开一个通孔,系绳释放机构安装在立方体卫星释放装置底板上,系绳穿过底板上的通孔与立方体卫星相连。当接到分离指令后,立方体卫星释放装置舱门打开,分离弹簧将立方体卫星从释放装置中推出,立方体卫星带动系绳向外飞出,初始时刻,立方体卫星运动速度较大,在系绳释放机构的阻尼减速作用下,立方体卫星运动速度逐渐降低,直至为零,可以避免系绳张紧后立方体卫星反弹或张紧后断裂的风险。另外,立方体卫星释放装置上设置多个传感器,能自动接续感知舱门打开、推板到位信号,可将立方体卫星弹射出筒信号反馈地面。

       本分离系统产品预计今年8月底开展在轨飞行任务,其中立方星释放装置已于2018年成功完成两次飞行任务,系绳释放机构已完成多次地面验证试验,因此,产品及技术均具有较高的技术成熟度。

       运载火箭智能分离系统的目标客户是“寄宿载荷”立方体卫星平台、用于遥感或通信增强的低成本立方体卫星组网星座,瞄准未来蓬勃发展的商业航天市场,可为客户提供高可靠的“寄宿载荷”平台和天基通信系统的分离系统。目前市面上的立方体卫星释放装置价格在20~30万,本产品(含立方体卫星释放装置)成本可控制在6~8万,具有明显的成本优势。对于适用场景,本产品可为客户提供绳系立方体卫星的分离系统,亦可拆开立方体卫星释放装置和系绳释放机构两个产品,进行单独销售,适用场景灵活,在商业上均具有极高的再利用价值和再开发潜力。

       在当今知识经济时代,科技水平的提高使专利的作用及影响不断凸显。科学研究的最新成就、技术进步的最新成果以及实践中积累的先进经验往往通过专利的形式加以保护。