[發明專利]一種探測器發動機隔熱裝置

有效

• 申請號: 201410191786.X
• 申請日: 2014-05-07
• 公開（公告）號: CN104029828A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 傅子敬;許映喬;孫澤洲;張熇;陳向東;王闖;潘艷華
• 申請（專利權）人: 北京空間飛行器總體設計部
• 主分類號: B64G1/58
• 分類號: B64G1/58
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 郭德忠;李愛英

技術領域

本發明屬于探測器隔熱結構設計領域，具體涉及一種探測器發動機隔熱裝置。

背景技術

目前國內航天器上使用隔熱屏的有衛星和飛船。衛星上所使用的隔熱屏只適用于結構尺寸和推力相對較小的發動機，例如某衛星的軌控發動機為490N的發動機，由于小推力發動機的熱流小，所以隔熱屏多層單元的數量少，即隔熱屏的尺寸小；由于發動機的安裝位置比較開敞，隔熱屏不需考慮反射熱流對發動機的影響，且安裝隔熱屏時受發動機結構的限制較小。飛船上使用了4臺推力大小為2500N的發動機，分為互為備份的兩組，這樣隔熱屏的尺寸比較大，但由于發動機的安裝位置比較開敞，所以大量的發動機熱流會消散于真空環境中，所以隔熱屏也不需考慮反射熱流對發動機的影響。

探測器是我國首次在地球以外的星球實現軟著陸的航天器，它配置一臺7500N變推力發動機作為探測器的軌控發動機，這是目前國內航天器中使用過的尺寸和推力最大的發動機。但為了保證探測器有較好的著陸穩定性，就要求探測器的質心高度應盡量低，因此，該變推力發動機被布置在探測器的中間位置且深入至探測器內部。

由于發動機尺寸大，所以需要隔熱屏尺寸較大，同時發動機被安裝至探測器內部，還需考慮隔熱屏反射熱流對于發動機的影響。考慮到當探測器在月面著陸時，著陸沖擊載荷大，因此對隔熱屏支撐結構的強度和剛度要求高。此外，隔熱屏還需起到對接框的保護作用，所以隔熱屏需延伸到對接框的下沿，但這給探測器在總裝過程中的操作過程帶來了較大的影響。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種探測器發動機隔熱裝置，能夠達到降低熱流反射對發動機的影響的目的。

本發明為實現上述目的，采用如下技術方案：

該裝置由兩個完全相同的框架結構組裝而成，包括左支架結構和右支架結構，每個支架結構包括支架、頂部隔熱屏、喉部隔熱屏、第一隔熱屏裙和第二隔熱屏裙，頂部隔熱屏為半圓形，喉部隔熱屏、第一隔熱屏裙和第二隔熱屏裙均為扇形結構；其中：

支架包括半圓型法蘭、上部連接環、中部連接環、底部連接環、6根桁條、對接耳片和連接耳片。支架的材料牌號為LF6。半圓型法蘭上表面與其側面之間的夾角為的取值范圍為上部連接環、中部連接環和底部連接環均為半圓周狀。對接耳片為呈夾角的片狀結構，一端為對接連接端，在對接連接端開有兩個通孔，另一端為桁條連接端，在桁條連接端開有兩列等間距的通孔，每列通孔的個數為3個。

桁條為呈夾角為鈍角的條形結構，桁條夾角為157.1°，桁條的末端通過對接耳片和螺釘被固定在外部對接環的上表面，具體為：對接耳片的桁條連接端上任意兩行的通孔和桁條末端的通孔對齊，且穿有螺釘。每個對接耳片對接連接端也采用螺釘固定的方式，使得對接耳片被固定在對接環上。

桁條為中空減重結構，桁條的末端開有4個通孔。半圓型法蘭、上部連接環、中部連接環和底部連接環的兩端外側均設有連接耳片。半圓型法蘭的上表面均布有8個耳片，用于穿入螺釘并使得該裝置被設置在探測器發動機外圍。

所述隔熱屏的材料為電解鎳箔、高硅氧玻璃布或硅酸鋁布。隔熱屏的厚度為15mm。第二隔熱屏裙為可拆卸結構，當探測器與對接環安裝完成后，將第二隔熱屏裙安裝到位。該裝置內部各組成部件的連接關系為：

6根桁條的上端均布在水平設置的半圓型法蘭側面，且呈放射狀分布，上部連接環被設置在桁條上端與桁條夾角之間，中部連接環被設置在桁條夾角處，底部連接環被設置在桁條夾角與桁條末端之間，且使得各連接環中心與半圓型法蘭中心在同一垂線上。

半圓型法蘭的下表面通過螺釘固定有所述頂部隔熱屏，且使得頂部隔熱屏完全覆蓋該半圓型法蘭的中空區域。在半圓型法蘭與中部連接環之間的區域安裝有喉部隔熱屏，并使得喉部隔熱屏緊貼于所有桁條、上部連接環和中部連接環的內側。在中部連接環與底部連接環之間的空心區域安裝有第一隔熱屏裙，并使得第一隔熱屏裙緊貼于所有桁條內側。同樣地，第二隔熱屏裙設置在底部連接環和所有桁條的內側。

左支架結構通過連接耳片和螺釘與右支架結構上相應的連接耳片連接后形成該裝置。

有益效果：

(1)本發明所提供的裝置由兩個完全相同的支架結構組裝而成，采用半圓型法蘭將該裝置上端固定在探測器發動機頂端，且該半圓型法蘭的上表面與側面之間的夾角有一定的取值范圍，通過在法蘭四周設置呈夾角為鈍角的條形結構，即桁條并固定有連接環，這就形成了整個裝置的支架，使得裝置的構形呈放射狀分布，在每個中空區域貼合隔熱材料后，從而達到了降低熱流反射對發動機的影響的目的。