[实用新型]一种再入充气罩

说明书

技术领域

本发明涉及现代航空航天领域，具体为一种用于再入飞行器回收的再入充气罩。

背景技术

航天器回收技术是一门涉及多学科的综合性应用技术，近些年来，随着航天事业的发展与进步，对气动力回收技术的研究已从传统意义上的降落伞技术领域扩展为柔性可展开式气动力减速领域。最具代表性的是俄罗斯正在研究的可充气再入与降落技术。该项技术的特点是，在航天器的发射和在轨运行阶段，巨大的柔性可充气防护罩被包装压缩成很小的体积，放置在返回舱内；在返回舱再入大气层以后，利用舱内的充气装置迅速对防护罩充气，形成一个巨大的锥形防护罩，将返回舱包裹在罩内，该防护罩具有优于降落伞系统的良好防热和气动减速功能，可使返回舱以安全的速度下落。该项技术具有结构简单，质量轻，回收费用较低的特点。2000年2月9日，俄罗斯的Lavotchkin公司在位于哈萨克斯坦境内的拜科努尔发射场，成功地验证了该项技术。但是，Lavotchkin公司设计的防护罩为了实现变轨和姿态控制，装有复杂的发动机，重量和体积都很大。在此背景下，本发明提出了一种可控方向的再入充气罩，该充气罩的倒锥形的减速罩由特殊防热材料制成，可以同时起到减速，防热及着陆缓冲作用。此外，应用本发明后，能够在没有附加多余动力装置的前提下，通过改变充气气囊的大小来产生所需的不对称的空气动力，从而控制回收系统的运行姿态和下落轨迹，提高回收系统的落点精度。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不能实现姿态控制的不足，本发明提出了一种再入充气罩。

本发明包括四个充气气囊、减速罩、仪器舱3、返回舱、空气压缩机以及配套的控制系统；其中：

充气气囊和减速罩均为充气式；减速罩为锥顶角为120°的倒锥形,在该减速罩内表面的中心有仪器舱；返回舱位于仪器舱内；空气压缩机和控制系统自下而上的安放在返回舱内；空气压缩机总阀门通过充气管道分别与充气气囊充气口和减速罩充气口连通；充气气囊有4个，均为能够充气的球形；4个充气气囊均匀分布并固定在减速罩外缘处；

所述充气气囊和减速罩均选用柔性防热材料，自减速罩锥形顶端向减速罩外缘方向的0％～5％处的柔性防热材料中的隔热层为四层；自减速罩锥形顶端向减速罩外缘方向的90％～100％处的柔性防热材料中的隔热层为二层；该减速罩其余部分柔性防热材料中的隔热层为一层；制作充气气囊的柔性防热材料中的隔热层为二层；

在仪器舱顶部固定有一个压力传感器；在四个充气气囊与减速罩内表面交界面处各固定一个压力传感器；各传感器的输出端口通过导线与控制系统的输入端口相连，所用导线紧紧粘贴在充气管道外表面或再入充气罩的内表面。

所述充气气囊的横截面为大半圆形，该充气气囊平面处的外表面与减速罩的外表面粘合在一起。

在四个充气气囊与减速罩连接处均有充气气囊充气口；在四个充气气囊上部的外表面均有充气气囊排气口；在减速罩中心的仪器舱的两侧对称分布有2个减速罩充气口和2个减速罩排气口；各电磁阀门分别安装在所述各充气气囊充气口、充气气囊排气口、减速罩充气口和减速罩排气口的充气管道上，控制系统通过导线控制所述各电磁阀门工作；空气压缩机通过充气管道与各电磁阀门连接。

本发明包括主要用于防热，减速，和着陆/着海减振的倒锥形的充气减速罩，主要用于控制下落姿态和轨迹的圆球形的充气气囊，以及相应的充气机构等三大部分。充气减速罩刚开始折叠在仪器舱的下部，充气后呈倒锥形，包裹在整个回收系统的外围，确保其安全返回。四个充气气囊未充气时紧紧粘贴于倒锥形减速罩的外缘四个方位，可根据需要对其充气以产生所要的空气动力。