国际尺寸最大增材制造整星结构“千乘一号01星”成功发射入轨
2019-08-22
2019年8月17日12时11分,千乘一号01星作为主星搭载中国航天科技集团有限公司捷龙一号遥一火箭在酒泉卫星发射中心发射升空,火箭经主动段飞行,将卫星送入预定轨道,卫星发射入轨取得圆满成功。
千乘一号01星同时具备遥感和地球探测功能,是目前国际尺寸最大的增材制造整星结构,该结构由航天五院总体部机械系统事业部团队完成设计与研制,采用面向增材制造的轻量化三维点阵结构设计方法,通过铝合金增材制造技术一体化制备。整星历时14个月完成研制,重量65公斤。传统小卫星结构承载比20%左右,整星频率一般为70Hz,千乘一号01星结构承载比15%,整星频率达到110Hz。
据悉,该卫星部分轻量化零件由铂力特品牌设备BLT-S600打印制造,零件内部采用点阵轻量化结构,零件最小特征仅为0.5mm。零件整体轮廓尺寸大,内部轻量化点阵胞元结构尺寸小,整星超过100万个点阵结构特征,蒙皮结构尺寸小,增材成形工艺难度大。整个制造过程充分展示了铂力特在大尺寸、精细化、特殊结构成形上的技术优势。
航天五院总体部机械系统事业部是我国航天器空间机械产品研制的核心部门,近年来在面向增材制造的航天器轻量化结构设计与评价方面开展了大量的研究工作,突破了基于三维点阵材料的整体结构设计技术。该技术团队从2012年起开展基于三维点阵材料结构的设计方法研究,具有良好的技术储备及研究基础。在千乘一号小卫星结构设计过程中采用了宏细观一体化优化方法等前沿技术,考虑了增材制造工艺约束与整星装配约束,在点阵材料细观构型与连接结构方面实现创新设计。目前,已将该方法应用于卫星整星结构、相变储能热控结构与有效载荷支架结构,相比传统设计与制造技术,实现结构减重30%-60%。