[發(fā)明專(zhuān)利]一種航天器著陸試驗(yàn)用高速?zèng)_擊模擬試驗(yàn)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211686808.0
• 申請(qǐng)日: 2022-12-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116242570A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 隋毅;李東興;唐曉強(qiáng);黃偉;黎光宇;張劍勇;張俊;桂帥
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京空間機(jī)電研究所;清華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01M7/08
• 分類(lèi)號(hào): G01M7/08;B64D21/00
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專(zhuān)利中心 11009
• 代理人: 李晶堯

本發(fā)明涉及一種航天器著陸試驗(yàn)用高速?zèng)_擊模擬試驗(yàn)裝置，屬于地外天體著陸起飛試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域；旋轉(zhuǎn)升速機(jī)構(gòu)軸向水平放置在支撐架的頂部；提升電機(jī)通過(guò)離合器與旋轉(zhuǎn)升速機(jī)構(gòu)同軸對(duì)接；配重放置在支撐架的頂部平臺(tái)上；第一繩索的一端與配重連接，另一端纏繞在旋轉(zhuǎn)升速機(jī)構(gòu)的小徑端；第二繩索的一端纏繞在旋轉(zhuǎn)升速機(jī)構(gòu)的大徑端，另一端自然垂下；脫鉤器安裝在第二繩索上；脫鉤器的底端勾住第三繩索的頂端；第三繩索與降落傘系統(tǒng)連接；降落傘系統(tǒng)和緩沖墊放置在支撐架的底面上，且緩沖墊位于配重的正下方；本發(fā)明能夠以最高40m/s的速度將降落傘傘包拉出，可實(shí)現(xiàn)不同規(guī)格的降落傘系統(tǒng)拉傘性能試驗(yàn)測(cè)試；同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)其他高速?zèng)_擊試驗(yàn)測(cè)試需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地外天體著陸起飛試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種航天器著陸試驗(yàn)用高速?zèng)_擊模擬試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

降落傘是航天器著陸過(guò)程中廣泛使用的減速裝置，降落傘的工作過(guò)程包括傘包拉出、拉直、充氣等多個(gè)動(dòng)作，在降落傘系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中必須考慮到每個(gè)環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的問(wèn)題，進(jìn)行充分的試驗(yàn)，防止故障發(fā)生，保證系統(tǒng)可靠工作。如何通過(guò)試驗(yàn)?zāi)M降落傘的真實(shí)工況是降落傘性能分析和可靠性評(píng)估的關(guān)鍵問(wèn)題。

降落傘系統(tǒng)試驗(yàn)方法分為地面試驗(yàn)和空投試驗(yàn)。空投試驗(yàn)周期長(zhǎng)，成本高，重復(fù)性差，并且難以獲得足夠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，一般被用于系統(tǒng)性能驗(yàn)證，地面試驗(yàn)成本更低，可重復(fù)性好，并且便于測(cè)量試驗(yàn)數(shù)據(jù)，適合系統(tǒng)的前期性能評(píng)價(jià)，而如何達(dá)到降落傘試驗(yàn)的指標(biāo)要求是地面試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)難點(diǎn)。

在航天器著陸過(guò)程中，降落傘系統(tǒng)收到彈傘指令后，將啟動(dòng)彈射器將傘艙蓋彈出并拉出傘包，隨后依靠航天器與傘包的相對(duì)運(yùn)動(dòng)繼續(xù)拉出傘衣。作為系統(tǒng)啟動(dòng)的第一步，傘包能否順利拉出對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行起著決定性的作用。因此，在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與評(píng)估過(guò)程中，需要進(jìn)行充分的地面拉傘試驗(yàn)。地面試驗(yàn)的關(guān)鍵在于模擬傘包的高速拉出過(guò)程，傘包的拉出速度最高可達(dá)40m/s，拉出過(guò)程中傘包與傘繩受到?jīng)_擊載荷，瞬時(shí)載荷最高可達(dá)200kN，目前并沒(méi)有能夠模擬這種高速?zèng)_擊工況的低成本地面試驗(yàn)裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種航天器著陸試驗(yàn)用高速?zèng)_擊模擬試驗(yàn)裝置，能夠以最高40m/s的速度將降落傘傘包拉出，可實(shí)現(xiàn)不同規(guī)格的降落傘系統(tǒng)拉傘性能試驗(yàn)測(cè)試；同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)其他高速?zèng)_擊試驗(yàn)測(cè)試需求。

本發(fā)明解決技術(shù)的方案是：

一種航天器著陸試驗(yàn)用高速?zèng)_擊模擬試驗(yàn)裝置，包括支撐架、配重、第一繩索、旋轉(zhuǎn)升速機(jī)構(gòu)、第二繩索、降落傘系統(tǒng)、脫鉤器、第三繩索、提升電機(jī)、離合器和緩沖墊；

其中，支撐架為豎直架體結(jié)構(gòu)；旋轉(zhuǎn)升速機(jī)構(gòu)軸向水平放置在支撐架的頂部；提升電機(jī)的輸出端通過(guò)離合器與旋轉(zhuǎn)升速機(jī)構(gòu)同軸對(duì)接；配重放置在支撐架的頂部平臺(tái)上；第一繩索的一端與配重連接，第一繩索的另一端纏繞在旋轉(zhuǎn)升速機(jī)構(gòu)的小徑端；第二繩索的一端纏繞在旋轉(zhuǎn)升速機(jī)構(gòu)的大徑端，第二繩索的另一端自然垂下；脫鉤器安裝在第二繩索下垂端上；脫鉤器的底端勾住第三繩索的頂端；第三繩索的底端與降落傘系統(tǒng)連接；降落傘系統(tǒng)放置在支撐架的底面上；緩沖墊放置在支撐架的底面上，且位于配重的正下方。

在上述的一種航天器著陸試驗(yàn)用高速?zèng)_擊模擬試驗(yàn)裝置，沖擊模擬試驗(yàn)裝置的工作過(guò)程為：

配重作自由落體運(yùn)動(dòng)；第一繩索帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)升速機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)升速機(jī)構(gòu)帶動(dòng)第二繩索旋轉(zhuǎn)，直至拉緊第二繩索；第二繩索通過(guò)脫鉤器上拉第三繩索，第三繩索將降落傘系統(tǒng)中的降落傘拽出，當(dāng)降落傘拽出至預(yù)設(shè)高度時(shí)，脫鉤器與第三繩索自動(dòng)脫鉤；配重落在緩沖墊上，完成沖擊模擬試驗(yàn)。

在上述的一種航天器著陸試驗(yàn)用高速?zèng)_擊模擬試驗(yàn)裝置，當(dāng)進(jìn)行配重自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，離合器與提升電機(jī)的輸出端斷開(kāi)。

在上述的一種航天器著陸試驗(yàn)用高速?zèng)_擊模擬試驗(yàn)裝置，當(dāng)將配重提升至支撐架頂部，重復(fù)進(jìn)行沖擊模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，離合器與提升電機(jī)的輸出端對(duì)接，通過(guò)提升電機(jī)驅(qū)動(dòng)離合器和旋轉(zhuǎn)升速機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，通過(guò)纏繞的第一繩索，將配重提升至支撐架頂部。