一种应用于微纳卫星可调节阻值的热刀结构的制作方法

2021-02-13 00:02:17|

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[0001]
本发明涉及一种应用于微纳卫星可调节阻值的热刀结构，属于航天器太阳帆板展开技术领域。

背景技术：

[0002]
随着商业航天的兴起，越来越多的立方星以及微纳卫星被成功的发射到太空当中，太阳翼作为电源分系统的重要组成部分在卫星中起着至关重要的作用，在立方星等一些技术验证星中通常采用将电池片贴在结构表面的做法，但随着商业卫星的发展，微纳卫星由于其体积小、重量轻、研发周期短等优势，被赋予更多的业务需求，而当整星载荷及功能较多时，体贴的电池片远远不能满足星上任务需求，这时便需要整星具有可展开的太阳翼结构。
[0003]
传统的卫星太阳翼通常是由切割器等火工品进行压紧，入轨后通过火工品的起爆解锁太阳翼，这一方法由于分离冲击较大、太阳翼所需禁布区大、火工品需要特殊保管等因素不适用与太阳翼较小的微纳卫星。

技术实现要素：

[0004]
本发明是为了解决现有的太阳翼解锁方式分离冲击较大、太阳翼所需禁布区大的问题，进而提供了一种应用于微纳卫星可调节阻值的热刀结构。
[0005]
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
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一种应用于微纳卫星可调节阻值的热刀结构，它包括封装壳体、穿装在封装壳体内的排线板、轴向滑动套装在封装壳体上的安装座及螺纹套装在封装壳体上的限位螺母，所述排线板上排布有电阻丝，排线板的两侧与封装壳体内壁之间夹设有绝缘压板，且排线板的两端部与两个绝缘压板之间分别通过螺钉连接，所述安装座固装至星体表面，限位螺母与安装座之间的封装壳体上套设有预紧弹簧，排线板的一端固装有熔断部。
[0007]
进一步地，封装壳体的一端部加工有凸棱，安装座上沿轴向开设有滑动通道，封装壳体通过凸棱及滑动通道滑动安装在安装座上。
[0008]
进一步地，封装壳体上加工有两个通孔，且每个通孔均沿封装壳体径向贯穿布置，两个螺钉的一端对应螺纹穿装在两个通孔内。
[0009]
进一步地，电阻丝呈蛇型排布在排线板的侧面。
[0010]
进一步地，排线板的侧面开设有凹槽，排布在排线板上的电阻丝嵌设在所述凹槽内。
[0011]
进一步地，电阻丝的两端位于排线板的一侧。
[0012]
进一步地，所述绝缘压板为聚酰亚胺材质。
[0013]
进一步地，所述电阻丝为镍铬合金电阻丝。
[0014]
本发明与现有技术相比具有以下效果：
[0015]
本申请的热刀结构结构简单，容易装配、质量轻、冲击小、生产成本低，制作周期
短，并且小巧，不占用空间，能够满足微纳卫星研发成本低以及可靠性高的需求。
附图说明
[0016]
图1为本申请的立体结构示意图；
[0017]
图2为本申请的轴向剖视示意图。
具体实施方式
[0018]
具体实施方式一：结合图1～2说明本实施方式，一种应用于微纳卫星可调节阻值的热刀结构，它包括封装壳体1、穿装在封装壳体1内的排线板2、轴向滑动套装在封装壳体1上的安装座3及螺纹套装在封装壳体1上的限位螺母4，所述排线板2上排布有电阻丝5，排线板2的两侧与封装壳体1内壁之间夹设有绝缘压板6，且排线板2的两端部与两个绝缘压板6之间分别通过螺钉7连接，所述安装座3固装至星体表面，限位螺母4与安装座3之间的封装壳体1上套设有预紧弹簧8，排线板2的一端固装有熔断部9。封装壳体1的内壁形成的通孔呈矩形结构，保证排线板2、绝缘板与封装壳体1之间的稳定连接。
[0019]
电阻丝可以排布在排线板的一侧或相对排布在排线板的两侧。
[0020]
工作原理：
[0021]
根据总体要求，结合电源分系统对能源的分配，以及星上电源允许的最大通电电流以及通电时间等因素，计算出电阻丝5需要的阻值，从而对电阻丝5的长度以及其在排线板2中的走线线路进行调整及排线，将排好线的排线板2两端用聚酰亚胺绝缘压板6夹在中间，然后将组合体放入热刀的封装壳体1中，用紧固螺钉7将排线板2以及聚酰亚胺绝缘压板6与封装壳体1固定为一体，在出线端焊接导线之后将热刀结构用密封胶封装，仅露出熔断部9，热刀整体通过安装座3安装至星体表面，通过预紧弹簧8使熔断部9与待切割的大力马线接触，通过调节限位螺母4能够调节预紧弹簧8的松紧，从而调节热刀与待切割大力马线之间的接触程度。
[0022]
根据某型号夜光遥感导航增强小卫星总体要求，星上蓄电池电压充满状态下为12v，允许最大通电电流为6.5a，考虑发射段部分单机开机、星箭分离后姿控部件阻尼耗电等因素，热刀允许通电时间需小于等于5s。
[0023]
根据热控分系统分析，热刀结构需满足-60℃至120℃的使用需求，对热刀结构在真空罐中进行鉴定级高低温循环试验，试验结构满足任务指标要求。
[0024]
本申请的热刀结构参数如下：
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重量：35g
[0026]
室温切割时间：≤2s(可调)
[0027]
切割电流：≤6.5a
[0028]
工作温度：-60℃-120℃
[0029]
可重复使用次数：≥30次
[0030]
地面存储寿命：≥5年
[0031]
本申请的热刀结构结构简单，容易装配、质量轻、冲击小、生产成本低，制作周期短，并且小巧，不占用空间，能够满足微纳卫星研发成本低以及可靠性高的需求。
[0032]
封装壳体1的一端部加工有凸棱10，安装座3上沿轴向开设有滑动通道11，封装壳
体1通过凸棱10及滑动通道11滑动安装在安装座3上。通过凸棱10及滑动通道11，实现对封装壳体1的周向限位，使得其只能沿安装座3轴向移动。
[0033]
封装壳体1上加工有两个通孔，且每个通孔均沿封装壳体1径向贯穿布置，两个螺钉7的一端对应螺纹穿装在两个通孔内。如此设计，便于排线板2与封装壳体1之间的固定连接。
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电阻丝5呈蛇型排布在排线板2的侧面。电阻丝呈蛇形排布一是能够在有限的空间内增加电阻丝的长度，方便对电阻丝阻值的调节，同时，蛇形排布能够使电阻丝的分布更加均匀，在使用过程中电阻丝会发热，热量不会过度集中，同时方便散热。
[0035]
排线板2的侧面开设有凹槽，排布在排线板2上的电阻丝5嵌设在所述凹槽内。能够使热量分布均匀，防止热量集中，便于散热。
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电阻丝5的两端位于排线板2的一侧。方便结构的灌胶封装，方便与电子学系统的连接。
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所述绝缘压板6为聚酰亚胺材质。实现与外部壳体的绝缘。
[0038]
所述电阻丝5为镍铬合金电阻丝5。

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