受纳米管启发的可延展立方星承载机架

这款立方星承载机架的设计，最初是瞄准微纳卫星快速集成装配的实际需求来做的，整个结构采用一体化框架构型，没有多余的拼接部件，能适配3U规格立方星的安装拓展需求，在航天载荷集成场景里，这类机架需要同时兼顾轻量化、结构强度与拆装便捷性，设计过程中参考了碳纳米管的晶格受力构型，把环形主承力圈和侧面的镂空格栅结构做了拓扑优化，在保证整体刚度的前提下尽可能去除非受力区域的材料，最终成品采用玻璃填充尼龙材质成型，整体质量控制在86g，不会给卫星载荷带来过多的重量负担。从实际使用场景来看，这类机架主要承担立方星内部载荷模块的固定、外部对接接口的承载作用，侧面预留的安装凸台带有标准安装孔位，能够直接和卫星分离机构、侧装太阳能板的安装基座对接，不需要额外做转接件加工。红色的支撑构件属于快拆式定位结构，在总装阶段可以快速拆卸，方便操作人员依次装入星载计算机、电源模块、通信载荷等内部组件，待所有模块调试完成后再装回支撑件完成锁紧，相比传统的螺接拼接式机架，能减少近40%的总装工时，也避免了多零件拼接带来的装配累积误差。结构的环形主承力部分采用渐变截面设计，在对接卫星主承力杆的位置做了局部加厚，能够承受发射阶段的轴向过载与横向振动载荷，侧面的镂空格栅结构并非单纯为了减重，格栅的走向完全按照受力路径排布，在承受径向冲击时能够把载荷均匀分散到整个框架上，避免局部应力集中导致的结构失效。整个机架的内部容纳空间边界规整，没有突出的结构凸缘，能够最大化利用立方星的内部舱体空间，外部安装面的平面度控制在装配公差要求范围内，能够保证太阳能板、星敏感器等外部附件的安装精度，不会因为机架变形导致附件指向偏差。采用3D打印工艺成型时，整个结构不需要额外添加支撑材料，打印完成后只需要简单去除毛刺即可投入使用，适合小批量快速研制的立方星项目使用，在地面测试阶段，这种镂空结构也方便测试人员布置传感器走线，不需要额外在结构上打孔走槽，减少了对结构强度的二次破坏。