[發(fā)明專利]一種多層空心夾層充氣艙體

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410845767.4
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104554822A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 苗常青;閆相橋
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B64G1/22
• 分類號: B64G1/22;B64C1/34;B64C1/40
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多層空心夾層充氣艙體，屬于航天艙體技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

空間艙（如居住艙、實驗艙、儀器艙或氣閘艙等）是人類在空間站或行星基地等進行工作和生活的重要場所，未來空間站、載人登月、月球基地等需要有內(nèi)徑幾米甚至幾十米以上的大型密封艙體。現(xiàn)有空間艙體主要是剛性的金屬艙體結(jié)構(gòu)，采用剛性的金屬艙體結(jié)構(gòu)的空間艙體質(zhì)量重、體積大、發(fā)射成本高、發(fā)射難度大且難以滿足空間站、載人登月或月球基地等對大型空間艙體的需求，同時，為了提高艙體空間碎片防護能力，剛性金屬結(jié)構(gòu)的空間艙體需增加一些輔助結(jié)構(gòu)或防護材料，這將進一步增加了壁厚和總體重量及其發(fā)射難度。

對于大型艙體來說，不僅需要解決艙體發(fā)射難的問題，還需解決空間環(huán)境條件下在軌安全運行和內(nèi)部人員基本生活問題。充氣式艙體結(jié)構(gòu)具有折疊體積小、重量輕等優(yōu)點，是解決大型艙體難于發(fā)射問題的有效途徑，但對充氣艙體來說，由于需要折疊及充氣展開，因而其艙壁厚度受到一定限制，很難在艙壁增加隔熱層以實現(xiàn)其隔熱功能，也很難增厚艙壁以實現(xiàn)其空間碎片撞擊防護功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種多層空心夾層充氣艙體，以解決現(xiàn)有剛性金屬結(jié)構(gòu)的空間艙體質(zhì)量重、體積大、發(fā)射成本高、發(fā)射難度大及充氣艙體空間碎片撞擊防護和隔熱效率低的問題，為此本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種多層空心夾層充氣艙體，包括：內(nèi)囊、第一充氣支撐框架、第一層防護殼、第二充氣支撐框架和第二層防護殼，所述第一層防護殼設(shè)置在第二層防護殼內(nèi)，內(nèi)囊設(shè)置在第一層防護殼內(nèi)，內(nèi)囊和第一層防護殼之間形成第一空間，第一充氣支撐框架設(shè)置在所述第一空間內(nèi)，第一層防護殼和第二層防護殼之間形成第二空間，第二充氣支撐框架設(shè)置在所述第二空間內(nèi)，內(nèi)囊的內(nèi)部空間為艙體；所述內(nèi)囊的囊壁由氣密層和承力層構(gòu)成，氣密層為囊壁最內(nèi)層，承力層位于氣密層外側(cè)；所述第一層防護殼的囊壁由氣密層和剛化層構(gòu)成，氣密層為第一層防護殼的最內(nèi)層，剛化層為第一層防護殼的最外層；所述第二層防護殼的囊壁由氣密層和剛化層構(gòu)成，氣密層為第二層防護殼的最內(nèi)層，剛化層為第二層防護殼的最外層。

本發(fā)明的多層空心夾層充氣艙體結(jié)構(gòu)簡單，折疊效率高、發(fā)射體積小重量輕，充氣支撐框架和防護殼充氣展開后，在軌固化，形成具有一定剛度和硬度的空間結(jié)構(gòu)，充氣支撐框架在各層囊體間形成一定間距的空間，使多層空心夾層充氣艙體形成一種類似增強型惠氏防護屏的充氣防護結(jié)構(gòu)，一層防護殼相當(dāng)于一屏防護屏，充氣囊體間所形成的間距空間相當(dāng)于屏間距，真空狀態(tài)下，屏間距可阻斷充氣艙體內(nèi)外熱量的傳導(dǎo)和對流，有效的提高了艙體的隔熱效果，且充氣艙體與惠氏防護屏一體化的結(jié)構(gòu)設(shè)計大大提高了充氣艙體空間碎片撞擊防護效率，防護殼可將空間碎片多次破碎和升溫，形成碎片云團，屏間距為碎片云團提供充分膨脹的路徑，使碎片云團得到充分擴散，顯著降低了碎片云團對內(nèi)囊囊壁的總撞擊能量和單位面積撞擊能量。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，下面描述的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明所述的一種多層空心夾層充氣艙體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是充氣支撐框架2或4的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中的附圖標記，1為內(nèi)囊，2為第一充氣支撐框架，3為第一層防護殼，4為第二充氣支撐框架，5為第二層防護殼，6為第一空間，7為第二空間，8為艙體，9為對接口，10為艙門。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，下面描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。