[發(fā)明專利]一種充氣展開式再入減速系統(tǒng)在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811182967.0 | 申請日： | 2018-10-11 |
| 公開（公告）號： | CN109455318A | 公開（公告）日： | 2019-03-12 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 曹旭;廖航;霍東陽;劉海燁;王立武;焦猛;魯媛媛;許望晶;丁弘;李博 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京空間機(jī)電研究所 |
| 主分類號： | B64G1/62 | 分類號： | B64G1/62 |
| 代理公司： | 中國航天科技專利中心 11009 | 代理人： | 張曉飛 |
| 地址： | 100076 北京市豐*** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 艙體結(jié)構(gòu) 充氣環(huán) 錐形構(gòu)件 防熱 頭錐 充氣展開式 減速系統(tǒng) 返回系統(tǒng) 氣囊結(jié)構(gòu) 頭部固定 外部載荷 衛(wèi)星平臺 依次連接 占用空間 發(fā)射 氣動熱 重量輕 航天器 著陸 開口 回收 返回 外部 拓展 | ||
1.一種充氣展開式再入減速系統(tǒng)，其特征在于，包括：艙體結(jié)構(gòu)(1)、充氣環(huán)(3)、防熱頭錐(5)；
所述艙體結(jié)構(gòu)(1)的內(nèi)部搭載外部載荷，所述艙體結(jié)構(gòu)(1)的頭部固定防熱頭錐(5)；所述艙體結(jié)構(gòu)(1)與外部的衛(wèi)星平臺固定；
所述充氣環(huán)(3)為內(nèi)部充滿氣體的氣囊結(jié)構(gòu)，所述多個充氣環(huán)(3)依次連接排列成錐形構(gòu)件，所述位于錐形構(gòu)件頭部的充氣環(huán)(3)與所述防熱頭錐(5)固定，所述錐形構(gòu)件的開口朝向所述艙體結(jié)構(gòu)(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種充氣展開式再入減速系統(tǒng)，其特征在于，所述充氣環(huán)(3)的氣囊結(jié)構(gòu)為由一圓圈沿該所述圓圈外一軸線旋轉(zhuǎn)一周而成的立體結(jié)構(gòu)，所述圓圈外一軸線為所述立體結(jié)構(gòu)的中心軸；所述多個充氣環(huán)(3)的中心軸同軸；
所述充氣環(huán)(3)采用覆膜芳綸材料，充氣環(huán)(3)氣囊結(jié)構(gòu)的所述圓圈直徑d的取值范圍為200～400mm，所述充氣環(huán)(3)氣囊結(jié)構(gòu)的圓圈圓心旋轉(zhuǎn)的軌跡為充氣環(huán)(3)的中心半徑R，所述中心半徑的取值范圍為0.6m～6m；所述多個充氣環(huán)(3)的個數(shù)取值范圍為3到6個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種充氣展開式再入減速系統(tǒng)，其特征在于，還包括充氣裝置(4)；
所述充氣裝置(4)放置在所述艙體結(jié)構(gòu)(1)的內(nèi)部，用于給所述多個充氣環(huán)(3)充氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種充氣展開式再入減速系統(tǒng)，其特征在于，還包括火工切割器(6)、封包繩(7)；
所述火工切割器(6)固定在艙體結(jié)構(gòu)(1)外壁上；充氣前所述充氣環(huán)(3)折疊收攏在所述艙體結(jié)構(gòu)(1)的外壁上，并使用所述封包繩(7)捆扎固定，當(dāng)所述充氣裝置(4)需要給所述充氣環(huán)(3)充氣時，所述火工切割器(6)加電作動將所述封包繩(7)切斷，使所述充氣環(huán)(3)自由展開。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種充氣展開式再入減速系統(tǒng)，其特征在于，還包括柔性防熱罩(2)；
所述柔性防熱罩(2)為圓錐形的蒙皮結(jié)構(gòu)，所述蒙皮結(jié)構(gòu)包圍在所述多個充氣環(huán)(3)依次連接排列成的錐形構(gòu)件外。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種充氣展開式再入減速系統(tǒng)，其特征在于，所述柔性防熱罩(2)圓錐形的半錐角取值范圍為45°～60°，錐臺最大半徑rh的確定方法，具體為：
其中，C為阻力系數(shù)，m為所述充氣式再入減速系統(tǒng)和其搭載的外部載荷的質(zhì)量之和，g為重力加速度，ρ為大氣密度，v為所述充氣式再入減速系統(tǒng)的著陸速度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種充氣展開式再入減速系統(tǒng)，其特征在于，所述防熱頭錐(5)半錐角θC的取值范圍為45°～60°，所述防熱頭錐(5)的頭部通過球頭結(jié)構(gòu)鈍化處理，所述鈍度d的取值范圍為0.15～0.25，所述鈍度d，具體為：
d＝rN/rP，
rP＝h·sinθC，
其中，rN為所述球頭結(jié)構(gòu)的半徑，rP為所述防熱頭錐(5)的最大半徑，h為所述球頭結(jié)構(gòu)的高度h。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種充氣展開式再入減速系統(tǒng)，其特征在于，所述柔性防熱罩(2)由外到內(nèi)依次包括防熱層、絕熱層、承力層；所述防熱層為耐高溫陶瓷纖維織物材料；所述絕熱層為無機(jī)隔熱復(fù)合材料；所述承力層采用纖維織物。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種充氣展開式再入減速系統(tǒng)，其特征在于，所述柔性防熱罩(2)各層之間通過縫紉的方式連接成型。
10.根據(jù)權(quán)利要求4-9之一所述的一種充氣展開式再入減速系統(tǒng)，其特征在于，所述充氣裝置(4)采用落壓式充氣，工作介質(zhì)為氮氣，充氣裝置(4)內(nèi)充有氣體的體積Vq，具體為：
其中，Pq為所述充氣裝置(4)的充氣壓力，Ph為所述充氣環(huán)(3)的工作壓力，Tq為所述充氣裝置(4)充氣時的溫度，Th為所述充氣環(huán)(3)最高的工作溫度，Vh為所述多個充氣環(huán)(3)充滿氣體所需的氣體體積。
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