《立方星内部载荷结构设计要求》（T/YH-1019-2020）团体标准解读

李晓明

（长沙天仪空间科技研究院有限公司，湖南省长沙市，410205）

1  背景情况

立方星经过多年的发展，立方星内部载荷也多种多样，对立方星内部载荷结构也提出了不同的要求。各立方星研制单位、立方星内部载荷研制单位设计过众多立方星内部载荷结构，很多已经经历过环境试验、发射、在轨运行的考验，对立方星内部载荷结构在技术要求、质量保证和交货准备等方面均有详细的要求，也积累了丰富的经验。但是目前各立方星的内部载荷结构设计都是根据自己的卫星平台量身打造，各自的接口都有着自己的特点，不能做到通用化、标准化互换，不能满足立方星快速设计、快速验证、快速迭代的要求。

本标准的目的就是为了规范立方星内部载荷结构设计的基本要求，逐步实现设计标准化，最终在行业内形成共同使用的内部载荷结构型谱，让载荷与卫星可以自由组合，减少卫星与载荷的对接时间，增强载荷上天的灵活性。

本标准的内容是在各卫星及内部载荷研制单位的技术积累基础上凝练而来，具有一定的继承性。根据本标准设计立方星载荷结构能够规避一些历史性的设计错误，减少部分试验成本，设计出的立方星内部载荷结构更加适应立方星及立方星载荷的需求，可以缩短设计周期，提高产品的一致性与可靠性，经济效益显著。

2  主要内容

本标准规定了立方星内部载荷结构设计的基本要求。其主要内容包括外形尺寸、安装接口、质量特性、刚度和强度、表面处理、热设计、抗冲击及振动设计、材料的选用、连接与紧固件要求、公差与配合的要求、制造及外观质量、标志和代号等。

其中的部分要求给定了具体的指标，如对外包络尺寸、质心与惯量偏差、刚度和强度、空间环境下材料的总质量损失及可收集到的可凝挥发物质量比等，有的要求则定性的给出了设计时需注意的事项及影响因素。在标准的最后给出了便于内部载荷结构设计的接口数据单，从机械和热特性两个大的方面进行了约定。机械接口主要有结构的尺寸、质量特性、安装点情况、安装面接触状态、连接器的方向、位置、类别等；热接口主要包括材料、表面处理方法、表面的吸收和发射率、热容以及工作、启动、存储的温度范围、工作状态的热耗、热分布、热简图等。

3  应用场景和意义

目前现有的立方星内部载荷的结构形式多种多样，主要以格构式为主，如丹麦奥尔堡大学AAUSAT3的结构简单，只有主框架，有些根据载荷特点与平台一起联合设计，如Planet公司的“鸽子”卫星，GOMSPACE等公司甚至有专门对外出售的立方星结构，内部载荷可以根据给定的接口进行设计与安装。但是目前不同公司给出的接口大相径庭，所以卫星内部载荷只能是确定卫星厂家后再进行针对性的设计。这样大大降低了卫星及载荷的研发进度。

对于可以完全置于立方星标准空间内的载荷，可以进行标准化设计，形成一个内部载荷结构的型谱，所有载荷研制方和卫星方都按照这个型谱的接口进行设计，由于标准结构与星体之间的各类接口可以提前约定，这就大大减少了载荷方与卫星方的对接时间，载荷结构也可以批量制造存储，节约成本，同时让一种载荷可以适应更多的卫星平台，提高了载荷方搭载的灵活性，因此，内部载荷结构的标准化可以极大的促进行业的发展。

4  主要起草单位介绍

天仪研究院是国家高新技术企业、国家双创示范基地重大项目、湖南军民融合产业重点示范企业、武器装备科研生产单位，拥有武器装备质量管理体制认证证书及装备承制单位资格证书，并取得遥感测绘等行业相关资质。 同时，天仪还成功获批组建微小卫星湖南省工程研究中心、湖南天仪航天科普基地。

天仪是国内最早一批加入国际宇航联合会的商业企业，并与中国运载火箭技术研究院达成长期发射战略合作、与中国酒泉卫星发射中心共同成立"先进微纳卫星研制联合实验室"、清华大学天体物理中心等建立战略合作。

公司先后被君联资本、险峰长青、赛富、经纬、北极光、国科嘉和、联想之星等顶级投资机构投资，融资总额超3亿元人民币，成功发射中国第一颗由民营企业自主研制的卫星“潇湘一号”在内的共18颗卫星，在卫星发射数量、技术研发程度、融资金额及轮次等均处于国内民营公司的领先地位，并计划于2020年发射国内首颗200公斤级、一米分辨率的SAR卫星。

本期标准讲解人：李晓明，长沙天仪空间科技研究院有限公司，现从事卫星结构、热系统设计及标准化工作。

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