[发明专利]快速可控充气释放机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于航空航天领域的快速可控充气释放机构。

背景技术

由于受到运载火箭的有效发射载荷和发射体积的限制，对于搭载的有效载荷的要求是具有很小的重量和很小的发射体积。大型的空间结构在发射时都处于折叠状态，发射入轨后通过展开的方式形成其设计要求的状态，实现其设计功能。现有的展开结构大都通过机械展开的方式，这种展开结构不仅重量高，而且折叠效率也较小。

发明内容

本发明的技术特点为：结构主要由薄膜材料构建而成，结构重量较轻；由于主要为薄膜材料制作，可以采用折叠的方式实现结构的收拢，同时本发明采用了拉杆式折叠方式，从而实现了结构的高效的折叠，实现了展开后较长结构的非常小的贮存体积；本结构可以实现快速的展开，并且可以通过不同的粘扣阻力的组合和设计实现其展开过程及展开时间的可控制性。

所以本发明具有重量轻，体积小，展开过程快速及可控的特点，从而可以为航空航天领域及相关领域实现快速释放结构物的要求提供了一种有效的手段。

一种快速可控充气释放机构，包括端盖(1)、气体发生器(2)、导向筒(3)、薄膜管(4)和粘扣(5)五部分组成，其特征在于：端盖(1)、气体发生器(2)、导向筒(3)、薄膜管(4)的轴线在一条直线上，端盖中部留有气体发生器固定孔(6)，气体发生器(2)通过端盖中间的气体发生器固定孔(6)与端盖连接，导向筒通过导向筒上的连接孔与端盖上相应的孔螺栓连接，导向筒远离端盖一端均匀分布出气孔(7)，端盖、气体发生器和导向筒的轴线在一条直线上，薄膜管与端盖凸起(8)固定连接。

所述的快速可控充气释放机构，其特征在于：薄膜管一端是封闭的，另一端与端盖上的外缘通过粘接的方式连接，从而使薄膜管和端盖形成一个封闭的腔体。

所述的快速可控充气释放机构，其特征在于：导向筒由铝质材料制作，其空腔阻止气体发生器产生的碎片接触到薄膜管，并支撑折叠后的柔性的薄膜管。

所述的快速可控充气释放机构，其特征在于：薄膜管为锥形的截面形式，折叠时从半径较大的一端开始反复将薄膜管折入上一段之中，并使薄膜管的另一端处在折叠后另一端的边缘处。

所述的快速可控充气释放机构，其特征在于：薄膜管折叠后整个结构的长度为L，通过截面半径的不同选择，再结合材料本身的厚度得到薄膜管总长度确定情况下的折叠次数N及每折叠段的长度L，展开后薄膜管的总长度为(N+1)L。

所述的快速可控充气释放机构，其特征在于：薄膜管采用粘扣的方式折叠，粘扣的长度由内向外依次增加。

所述的快速可控充气释放机构，其特征在于：通过不同粘扣长度的选择及其有机的组合方式，实现薄膜管展开的时间控制。

所述的快速可控充气释放机构，其特征在于：所述粘扣的大小及数量由需要的阻尼力的大小通过实验的方法确定。

所述的快速可控充气释放机构，其特征在于：在薄膜管粘贴粘扣的另外一面画薄膜管折叠辅助线，辅助线间距为薄膜管折叠后长度的两倍，并使粘扣的边缘与折叠线的距离一致。

所述的快速可控充气释放机构，其特征在于：所述粘扣在充气薄膜管上采用连续或间断的方式粘结。

附图说明

图1为结构组成及管子的折叠方式

图2为A-A剖面示意图

图3为B-B剖面示意图

图4为端盖示意图

图5导向筒示意图

图6展开过程示意图

图7(a)粘扣在充气管上的分布方式

图7(b)粘扣示意图

1、端盖；2、气体发生器；3、导向筒；4、薄膜管；5、粘扣；6、气体发生器固定孔；7、出气孔；8、端盖凸起；9、联接孔；10、对粘的粘扣；11、粘接区；12、管子折叠辅助线；13、粘扣粘贴辅助线；14、未展开薄膜管；15、已展开薄膜管。

具体实施方式

本发明提供了一种快速可控充气释放机构，它主要由端盖、气体发生器、导向筒、薄膜管和粘扣等五部分组成。本机构主要通过气体发生器产生的气体使折叠后的薄膜管展开。其工作过程如下，当需要展开时，通过外界给气体发生器一个电信号，在电信号的作用下，引爆气体发生器中的产气药剂，瞬时产生大量气体，气体首先进入到导向筒中。导向管的另外一端有小的出气孔，如图5所示，气体通过出气孔流出，直接作用在充气管的展开端，在气压的作用下，充气管沿着导向管依次向外展开，其展开过程如图6所示。