[發明專利]免防熱可控減速傘

無效

• 申請號: 201210122464.0
• 申請日: 2012-04-25
• 公開（公告）號: CN102658872A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 高榮江
• 申請（專利權）人: 高榮江
• 主分類號: B64G1/62
• 分類號: B64G1/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬返回式航天器返回技術領域。涉及返回式航天器的返回過程。

背景技術

目前，所有返回式航天器在返回地球大氣層的過程中，都會由于速度過高和大氣發生強烈摩擦，而產生足以燒毀航天器的高溫高熱氣流。為了不被燒毀，所有返回式航天器都安裝了專門的防熱系統——燒蝕防熱系統或輻射防熱系統。這就大大增加了返回式航天器的結構質量、技術難度和制造發射成本。

發明內容

本發明的目的是提供一種能使返回式航天器在返回大氣層的過程中，不產生高溫高熱氣流的相關裝置——免防熱可控減速傘。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是：在返回式航天器尾部，安裝一個可以隨時控制傘口開度大小的免防熱可控減速傘。

免防熱可控減速傘由減速傘和開傘機構、收放口機構組成。

開傘機構由結構在減速傘傘邊處的一圈密封夾層氣囊和貯氣罐、減壓穩壓器、遙控氣閥、輸氣軟管組成。

收放口機構由固定在傘邊密封夾層氣囊外側的穿繩小環、傘口收放繩、遙控微型電動繞線器組成。每個穿繩小環都裝有一圈減小阻力用的小滾輪，穿繩小環的數量和在可控減速傘上的固定位置和可控減速傘的傘繩相同。根據返回式航天器再入大氣層的阻力公式S可知，在其他因素不變的情況下，再入速度υ²和返回式航天器的有效阻力面積S成反比關系。也就是說，在其他因素不變的情況下，有效阻力面積S增大多少倍，再入速度υ就減小多少倍的平方倍。又據常識知道(沒有找到溫度和速度的關系式)，在空氣密度相同的情況下，速度越低和空氣摩擦產生的熱量就越少；產生的溫度就越低。由于航天器的耐熱溫度比可控減速傘高的多，因此，當可控減速傘的有效面積增大到和空氣摩擦產生的溫度不能使可控減速傘損壞的程度，返回式航天器就可以不使用專門的防熱系統，也能正常無損地穿過大氣層。這就是免防熱可控減速傘的工作原理。

根據免防熱可控減速傘的工作原理可知，返回式航天器只要應用免防熱可控減速傘，就能在再入大氣層的過程中，不產生高溫高熱氣流，因此，通常返回式航天器應用了本免防熱可控減速傘后，就可以把以往專門用于防熱的那部分結構質量，改為有效載荷(防熱結構質量大約是返回式航天器質量的12％-20％)。這就大大提高了返回式航天器的有效運載能力。取消專用防熱系統還能使返回式航天器的結構簡化，進一步降低設計制造難度，和制造發射成本。

由于使用本發明的免防熱可控減速傘的再入方式，擺脫了高溫高熱氣流的困擾，因此，使返回式航天器的再入環境得到了實質性的改善；使再入的安全性和可靠性大大提高。

由于本發明的免防熱可控減速傘，使返回式航天器的減速能力大大增強，因而使返回式航天器的返回航程和返回時間大為縮短。

由于本發明的免防熱可控減速傘，對返回式航天器具有很強的減速作用，因而使返回式航天器完成減速過程的高度，比通常再入方式高得多，因此，又使返回式航天器的縱橫向機動能力大為增加，尤其是有翼返回式航天器更為顯著。

具體實施方式

可控減速傘由減速傘和開傘機構、收放口機構組成。

開傘機構由結構在可控減速傘傘邊處的一圈密封夾層氣囊和貯氣罐、減壓穩壓器、遙控氣閥、輸氣軟管組成。

收放口機構由固定在傘邊密封夾層氣囊外側的一圈穿繩小環，和傘口收放繩、遙控微型電動繞線器組成。穿繩小環上套有一圈減小阻力用的小滾輪。傘口收放繩從小環中央穿過，一端固定在傘邊上，另一端固定在遙控微型電動繞線器的繞線軸上。遙控微型電動繞線器固定在傘邊上。

當應用免防熱可控減速傘的彈道返回式航天器離軌后，及時將免防熱可控減速傘拋出，打開遙控氣閥，讓貯氣罐中的壓縮氣體經減壓穩壓器、輸氣軟管進入結構在可控減速傘傘邊處的密封夾層氣囊中，使夾層氣囊脹鼓，沿傘邊成圓環狀，使可控減速傘隨時處于開口迎風狀態，只要空氣密度稍有增加，就可以進入工作狀態。當可控減速傘脹滿進入工作狀態后，把夾層氣囊中的氣放掉，恢復無氣狀態，以使可控減速傘在收口時沒有阻礙。由于彈道返回式航天器不能產生升力，所以只能用控制傘口開度大小的方式來調節迎流面溫度(即駐點溫度)和制動過載值的大小。在再入大氣層的過程中，要密切注視迎流面溫度表和加速度表的變化。當溫度低于規定值而制動過載又較大時，操作遙控微型電動繞線器，適當收線，將傘口開度減小些，當溫度達到規定值時就要操作搖控微型電動繞線器放線將傘口適當開大些；嚴禁使迎流面溫度超過規定值。如果迎流面溫度和制動過載有沖突，首先要保證迎流面溫度不超限。