[發(fā)明專利]一種航天器軟著陸用觸地信號裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210452823.9
• 申請日: 2012-11-13
• 公開（公告）號: CN102951302A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉衛(wèi);朱汪;李委托;滿劍鋒;吳瓊;徐青華;楊建中
• 申請（專利權(quán)）人: 北京空間飛行器總體設(shè)計部
• 主分類號: B64G1/62
• 分類號: B64G1/62
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 郭德忠;楊志兵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種航天器軟著陸用觸地信號裝置，屬于航天器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

航天器在軌高速運行時，速度一般為數(shù)千米每秒至數(shù)十千米每秒。對于有著陸要求的航天器，包括地球著陸器及月球著陸器等，在著陸下降段，要不斷減小航天器的速度。尤其是當航天器接近地面后，需要依靠反推發(fā)動機減小著陸速度直至速度大小基本為零，實現(xiàn)航天器的軟著陸，減小著陸沖擊對航天器結(jié)構(gòu)及宇航員造成的不利影響。為保障安全、順利的著陸，當航天器與著陸地面相接觸后，需將觸地信息反饋給航天器控制系統(tǒng)，使反推發(fā)動機及時關(guān)機，避免發(fā)生傾倒，進而威脅著陸安全。

觸地信號裝置一般安裝在航天器下方，當航天器與著陸地面相接觸后，能夠及時獲取觸地信息，發(fā)出觸地信號。由于著陸環(huán)境的復雜性，尤其是地面浮塵的影響，很可能導致伽馬儀等測距設(shè)備不能準確判斷航天器距地面的距離，給出錯誤信號，進而威脅著陸安全。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，本發(fā)明提供了一種航天器軟著陸用觸地信號裝置，結(jié)構(gòu)簡單、受環(huán)境因素影響小、觸發(fā)力調(diào)整方便的航天器軟著陸用觸地信號裝置，在軸向、橫向及兩方向合力作用下均能實現(xiàn)觸發(fā)。

本發(fā)明裝置包括：底座、安裝筒、限位座、隨動桿、法蘭、波紋管、球帽、預緊彈簧、墊片、蓋型螺母和微動開關(guān)；

底座一端為帶有外螺紋的空心圓柱體，另一端為兩個耳片；安裝筒為一個兩端均有內(nèi)、外螺紋的空心圓柱體；限位座（3）開有中心孔，右側(cè)以中心孔為圓心開有凹槽；隨動桿（4）為帶有凸臺的直桿，兩端分別為半球頭和螺紋；法蘭（5）、波紋管（6）和球帽（7）組成了波紋管組件；安裝筒兩端的內(nèi)螺紋孔分別與底座和限位座螺紋連接，與底座連接一端的外螺紋提供了與外界結(jié)構(gòu)的裝配接口，另一端的外螺紋與波紋管組件的法蘭連接；法蘭、波紋管和球帽組成了波紋管組件，波紋管與法蘭和球帽為焊接連接；

限位座的中心孔與隨動桿為間隙配合，隨動桿的配合段噴涂二硫化鉬潤滑膜，減小摩擦以及防止真空冷焊現(xiàn)象；隨動桿配合段的中間部分，限位座的中心孔直徑大于隨動桿的直徑，減小二者間的滑動摩擦；隨動桿為帶有凸臺的直桿，兩端分別為半球頭和螺紋；球帽受到載荷作用時產(chǎn)生運動，球帽的內(nèi)表面與隨動桿的半球頭相配合，帶動隨動桿產(chǎn)生軸向運動；隨動桿的半球頭外表面噴涂二硫化鉬潤滑膜，防止真空冷焊現(xiàn)象；預緊彈簧由隨動桿和限位座壓緊在隨動桿的凸臺和限位座的凹槽之間，提供隨動桿的軸向預緊載荷；

隨動桿穿過限位座中心孔的螺紋端，與墊片和蓋型螺母螺紋連接；墊片和蓋型螺母與限位座緊密配合，使隨動桿不能向右運動，保證了隨動桿的軸向定位和預緊彈簧的預緊力；微動開關(guān)安裝在底座的耳片上。

微動開關(guān)的觸點與蓋型螺母之間留有一定間距，該間距由裝配尺寸鏈及底座、安裝筒、限位座、隨動桿、墊片、蓋型螺母和微動開關(guān)的尺寸公差共同保證。

波紋管具有一定的柔性，當球帽受軸向、橫向及兩方向合力作用下，球帽均能帶動隨動桿產(chǎn)生軸向運動，進而觸發(fā)微動開關(guān)，給出信號。

預緊彈簧的預緊力大小確定了觸發(fā)力的門限值。當隨動桿受力小于預緊彈簧的預緊力時，隨動桿不能產(chǎn)生軸向運動，不會觸發(fā)微動開關(guān)，可有效避免誤觸發(fā)現(xiàn)象發(fā)生。預緊力的大小根據(jù)信號裝置在火箭發(fā)射段所承受的力學環(huán)境條件確定。火箭發(fā)射段，預緊彈簧的預緊力F₁應大于隨動桿及球帽的作用力F₂。F₂如下式所示：

F₂＝Ma_max

其中F₂：隨動桿及球帽對預緊彈簧施加的最大載荷；M:隨動桿及球帽的質(zhì)量之和；a_max：發(fā)射段信號裝置所承受的最大加速度。

預緊彈簧的預緊力F₁大小按下式調(diào)整：

F1=Gd48nD3η(l-h)]]>