整流罩的作用和功能
整流罩用于保护卫星及其它有效载荷,以防止卫星受气动力、气动加热及声振等有害环境的影响。功能是:保护卫星不受气动力的作用;保护卫星不受气动加热的作用;解锁分离系统保证卫星整流罩顺利分离;保护罩内卫星不受各种烟雾环境的污染;有一定的类似于逃逸塔的作用。
根据运载任务的不同,每种型号的运载火箭都具有一种或多种形状的卫星整流罩,如单星罩、双星罩、多星罩等。就长征系列运载火箭而言,也有各自系统的卫星整流罩。
随着长征系列运载火箭逐步进入国际发射市场及国内发射任务的不断增加,一种型号运载火箭也将具有多种形状的卫星整流罩,以满足不同发射任务的需求。如果按任务来设计卫星整流罩,势必增加研制周期,提高发射成本。
国外统计数据表明,完全定制的卫星整流罩的费用,大约比标准整流罩的费用高出75%,为此各国正在积极开展卫星接口标准化,分离通用化以及卫星整流罩标准化和罩内预封装技术的研究。这不但可以大大降低发射费用,缩短发射准备时间,而且可以提高发射的成功率和可回收性。
设计准则
1、卫星整流罩外形选择要使抖振载荷和迎面阻力达到最小。头部半锥角一般取15°≤θ≤25°,端头半径r与罩的最大直径D之比应在0.3≤2r/D≤0.7范围内。倒锥角δ的选取要考虑下面3个因素:火箭的静稳定度下降;抖振载荷是否增大;附面层分离的可能性。
2、整流罩要有良好的无线电波穿透性。为了满足有效载荷与地面站之间通信联系和遥测的需要,要专门设计透过无线电波的倒锥段。而在圆筒段上可以开无线电波窗口。
3、要有相当大的有效空间(净空间)。整流罩内有效空间容积为35~40立方米,净空间过小会发生机械卡死使分离失败。
4、整流罩上要开若干个窗口。为了便于对各种仪器进行检修和更换,要开若干个操作窗口,如卫星与地面设备相连的脱落插头插口。此外,还要开若干个放气孔,以保证在飞行过程中泄放罩内气体,使罩内气压与罩外气压保持平衡,以免在飞行过程中罩内过压导致结构破坏。