[發明專利]一種可控方向的再入充氣罩

無效

• 申請號: 201210237354.9
• 申請日: 2012-07-10
• 公開（公告）號: CN102730203A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 葉正寅;張慶;華如豪;李偉杰;呂廣亮
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B64G1/62
• 分類號: B64G1/62
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

技術領域

本發明涉及現代航空航天領域，具體為一種用于再入飛行器回收的可控方向的再入充氣罩。

背景技術

航天器回收技術是一門涉及多學科的綜合性應用技術，近些年來，隨著航天事業的發展與進步，對氣動力回收技術的研究已從傳統意義上的降落傘技術領域擴展為柔性可展開式氣動力減速領域。最具代表性的是俄羅斯正在研究的可充氣再入與降落技術。該項技術的特點是，在航天器的發射和在軌運行階段，巨大的柔性可充氣防護罩被包裝壓縮成很小的體積，放置在返回艙內；在返回艙再入大氣層以后，利用艙內的充氣裝置迅速對防護罩充氣，形成一個巨大的錐形防護罩，將返回艙包裹在罩內，該防護罩具有優于降落傘系統的良好防熱和氣動減速功能，可使返回艙以安全的速度下落。該項技術具有結構簡單，質量輕，回收費用較低的特點。2000年2月9日，俄羅斯的Lavotchkin公司在位于哈薩克斯坦境內的拜科努爾發射場，成功地驗證了該項技術。但是，Lavotchkin公司設計的防護罩為了實現變軌和姿態控制，裝有復雜的發動機，重量和體積都很大。在此背景下，本發明提出了一種可控方向的再入充氣罩，該充氣罩的倒錐形的減速罩由特殊防熱材料制成，可以同時起到減速，防熱及著陸緩沖作用。此外，應用本發明后，能夠在沒有附加多余動力裝置的前提下，通過改變充氣氣囊的大小來產生所需的不對稱的空氣動力，從而控制回收系統的運行姿態和下落軌跡，提高回收系統的落點精度。

發明內容

為了克服現有技術中存在的不能實現姿態控制的不足，本發明提出了一種可控方向的再入充氣罩。

本發明包括四個充氣氣囊、減速罩、儀器艙3、返回艙、空氣壓縮機以及配套的控制系統；其中：

充氣氣囊和減速罩均為充氣式；減速罩為錐頂角為120°的倒錐形,在該減速罩內表面的中心有儀器艙；返回艙位于儀器艙內；空氣壓縮機和控制系統自下而上的安放在返回艙內；空氣壓縮機總閥門通過充氣管道分別與充氣氣囊充氣口和減速罩充氣口連通；充氣氣囊有4個，均為能夠充氣的球形；4個充氣氣囊均勻分布并固定在減速罩外緣處；

所述充氣氣囊和減速罩均選用柔性防熱材料，自減速罩錐形頂端向減速罩外緣方向的0％～5％處的柔性防熱材料中的隔熱層為四層；自減速罩錐形頂端向減速罩外緣方向的90％～100％處的柔性防熱材料中的隔熱層為二層；該減速罩其余部分柔性防熱材料中的隔熱層為一層；制作充氣氣囊的柔性防熱材料中的隔熱層為二層；

在儀器艙頂部固定有一個壓力傳感器；在四個充氣氣囊與減速罩內表面交界面處各固定一個壓力傳感器；各傳感器的輸出端口通過導線與控制系統的輸入端口相連，所用導線緊緊粘貼在充氣管道外表面或再入充氣罩的內表面。

所述充氣氣囊的橫截面為大半圓形，該充氣氣囊平面處的外表面與減速罩的外表面粘合在一起。

在四個充氣氣囊與減速罩連接處均有充氣氣囊充氣口；在四個充氣氣囊上部的外表面均有充氣氣囊排氣口；在減速罩中心的儀器艙的兩側對稱分布有2個減速罩充氣口和2個減速罩排氣口；各電磁閥門分別安裝在所述各充氣氣囊充氣口、充氣氣囊排氣口、減速罩充氣口和減速罩排氣口的充氣管道上，控制系統通過導線控制所述各電磁閥門工作；空氣壓縮機通過充氣管道與各電磁閥門連接。

本發明包括主要用于防熱，減速，和著陸/著海減振的倒錐形的充氣減速罩，主要用于控制下落姿態和軌跡的圓球形的充氣氣囊，以及相應的充氣機構等三大部分。充氣減速罩剛開始折疊在儀器艙的下部，充氣后呈倒錐形，包裹在整個回收系統的外圍，確保其安全返回。四個充氣氣囊未充氣時緊緊粘貼于倒錐形減速罩的外緣四個方位，可根據需要對其充氣以產生所要的空氣動力。