1U规格立方星轻量化承载框架结构

这款立方星框架主要面向微纳卫星的星上搭载场景，适配1U标准CubeSat的搭载边界，可直接兼容通用立方星分离机构的安装接口，无需额外定制转接结构即可完成星箭对接环节的装配。框架整体采用镂空式骨架设计，在保证结构刚度满足发射段力学载荷要求的前提下，尽可能去除非承载区域的材料冗余，适配复合材料成型工艺的加工特性，可采用碳纤维增强复合材料进行制备，相比同规格金属材质框架能大幅降低整星结构重量，为星上载荷、电源、通信模块预留更多的重量配额。从结构设计逻辑来看，框架的立柱作为主要承力构件，沿卫星棱边布置，直接传递发射阶段的轴向过载与振动载荷，侧面的镂空筋板采用拓扑优化后的异形轮廓，既可以为侧装的星载传感器、太阳能板连接点提供安装点位，也能形成稳定的三角支撑结构，避免框架在横向振动工况下出现失稳变形。框架的上下端面设置有标准化的连接孔位，可直接对接立方星的顶板、底板以及分离机构的对接接口，端面的镂空区域同时兼顾了星内设备的走线空间与散热通路，避免整星装配后出现线缆挤压、局部热量堆积的问题。在安装边界上，框架严格遵循1U立方星的外形尺寸规范，外轮廓无突出结构，可顺利装入标准的立方星部署器内，内部的安装空间预留了通用的板卡安装槽位，适配市面上主流的立方星星载计算机、电源模块、通信模组的安装尺寸，设计人员无需对框架进行二次加工即可完成整星的堆叠装配。框架表面的筋格结构同时可作为太阳能电池片的辅助安装基准，侧面的大尺寸镂空区域不会遮挡星载传感器的探测视场，也能减少卫星在轨运行时的结构遮挡，提升星内设备的散热效率。针对复合材料成型的工艺特性，框架的所有转角位置都做了适配铺层工艺的圆角过渡，避免纤维铺放过程中出现应力集中的锐角区域，提升成型后构件的整体结构强度，减少加工过程中的缺陷产生概率。