[發明專利]可重復使用運載器的緩沖著陸腿及其緩沖方法

有效

• 申請號: 201410166168.X
• 申請日: 2014-04-24
• 公開（公告）號: CN103935525A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 聶宏;岳帥;張明;蔣銳;吳曉宇;張欽
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B64D45/04
• 分類號: B64D45/04;B64G1/16;F16F15/023
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

技術領域

本發明屬于一種用于可重復使用運載器的重復使用的緩沖著陸腿緩沖方法，屬于著陸腿技術領域。

背景技術

可重復使用運載器是一種十分新穎的運載器，其宗旨為每次發射及降落后，經過簡單的維修和補充推進劑，很快就能夠再次發射，而且可以重復多次使用。它的研制成功并投入使用，能夠大大簡化地面操作和設備，減少地面操作費用，提高發射頻率，同時也可以減少空氣污染和太空垃圾，是未來運載器的發展方向。美國麥道公司1991年開始研究可重復使用運載器，并且進行了相關的發射試驗。作為實現可重復使用的關鍵部件，緩沖著陸支腿為運載器在地表穩定著陸提供支持，并且在下一次發射前可以自動或人工收起實現重復使用。

目前國外采用過的緩沖著陸腿緩沖方式有液壓緩沖，多胞材料壓潰變形緩沖，金屬變形緩沖，磁流變液緩沖和固體彈簧緩沖方式。液壓緩沖方式適合于沖擊載荷較小的情況，當沖擊載荷較大時，緩沖器的體積和重量相對較大。多胞材料壓潰變形緩沖主要采用鋁蜂窩結構或者填充有泡沫鋁材料的蜂窩結構為緩沖材料，其緩沖力具有較長的“平臺”特性，不過蜂窩變形后不能回復。金屬變形緩沖方式不能夠滿足重復使用的要求。磁流變液緩沖方式在航天領域尚且處于研制階段，技術還不夠成熟。固體彈簧緩沖方式會使得機構重量大且容易造成運載器反彈。這些緩沖方式都有各自的優點和局限性，如果能夠把這些緩沖方式中的幾種結合起來，形成多級緩沖，則會使得緩沖效果、結構重量、可重復使用性等多方面因素得到權衡，將大大適用于可重復使用運載器。

發明內容

????本發明的目的：針對現有技術的不足，提供一種適用于可重復使用運載器的緩沖著陸腿緩沖方法。該機構能夠適應不同初始著陸情況，同時能夠自動收放，無需人為地面操作。該機構所具有的特點是結合了三種緩沖方式：油液緩沖、阻尼橡膠緩沖以及蜂窩緩沖方式，能夠進行多級緩沖，在不同著陸工況下都具有較高的緩沖效率，緩沖無反彈，自動收放重復使用，使用壽命長，可靠性高，運動機構和控制系統簡單，結構質量輕。

????為了實現上述發明目的，本發明采用了以下的技術方案：

一種可重復使用運載器的緩沖著陸腿，其特征在于：包括外套筒、內襯筒、凹型筒、旋轉電機、推桿、浮動活塞、活塞筒、墊片、蜂窩緩沖材料、球鉸、足墊、端蓋；所述外套筒外壁布置有與運載器大梁固定連接的緊固裝置；所述內襯筒安裝于外套筒內；所述內襯筒布置有內壁螺紋，所述凹型筒上端外壁布置有外壁螺紋，凹型筒通過其外壁螺紋與內襯筒內壁螺紋的配合安裝于內襯筒內，所述旋轉電機安裝于外套筒上端且輸出軸與內襯筒固定連接；所述凹型筒縱向剖面呈“凹”字形；“凹”字形上部的凹槽內即為上油腔；上油腔外側及下部即為下油腔，下油腔下部為非封閉結構；上油腔和下油腔之間通過油液阻尼孔相連；所述推桿上端與內襯筒固定，推桿下端伸入到凹型筒的上油腔中，所述浮動活塞安裝于上油腔中并位于推桿下方，起到密封上油腔中油液的作用；所述墊片安裝于所述活塞筒內，用于分隔下油腔中的油液與活塞筒內的蜂窩緩沖材料，所述蜂窩緩沖材料安裝于活塞筒內位于墊片以下的空間；所述足墊通過所述球鉸安裝于活塞筒的下端；所述端蓋安裝于外套筒下端且布置于凹型筒外側，凹型筒外壁沿軸向開有導向槽，所述端蓋具有與導向槽相互配合的凸起，保證凹型筒沿軸向直線運動。

上述的可重復使用運載器的緩沖著陸腿的緩沖方法，其特征在于包括以下過程：步驟1、當降落前啟動旋轉電機，旋轉電機帶動內襯筒在軸向固定位置旋轉，進而使得凹型筒直線向下運動，凹型筒達到與內襯筒螺紋配合的極限位置，即鎖定位置；步驟2、當運載器正常著陸時，載荷經過足墊傳遞到活塞筒，活塞筒向上運動壓縮下油腔的油液，油液通過布置在凹型筒上的油液阻尼孔進入上油腔；浮動活塞也隨之向上運動，當油液全部由下油腔進入上油腔后，凹型筒與墊片接觸，墊片中的橡膠緩沖夾層緩沖吸收剩余的一小部分能量；步驟2-1、當著陸沖擊力小于布置在活塞筒中蜂窩緩沖材料的壓潰載荷時，蜂窩緩沖材料不壓潰；

步驟2-2、當運載器非正常著陸，即以較大的初始著陸速度著陸時，油液阻尼力增大，達到或超過蜂窩緩沖材料的壓潰載荷，進而通過墊片壓潰蜂窩緩沖材料，此時油液緩沖和蜂窩壓潰同時進行，共同吸收較大的沖擊能量；步驟3、運載器著陸后，再次啟動旋轉電機，凹型筒向上運動到初始位置，過程中推桿推動浮動活塞使油液從上油腔流回下油腔；正常著陸時蜂窩緩沖材料不發生壓潰，非正常著陸時蜂窩緩沖材料已壓潰則進行更換，此時即可進行下一次發射。