[发明专利]一种可展开地外天体侵彻限位装置

说明书

本发明公开了一种可展开地外天体侵彻限位装置，包括均匀分布在撞击器分离桶上的六个可收拢和展开的限位单体、一个分离桶及桶外的12个收紧卷簧和12根爆炸螺栓；每个限位单体包括限位内板以及板上加强筋，加强筋短边面上设有一个长条形键；限位内板与分离桶的圆弧弧度相同，未展开状态下，限位内板与分离桶无缝贴合并采用爆炸螺栓进行一定程度的紧固，限位内板末端与分离桶利用卷簧铰接。展开时，爆炸螺栓断开，键嵌入分离桶的键槽，卷簧仍处于拉紧状态，实现装置展开时的自锁定。该装置能够承受撞击的巨大冲击，并能够有效的实现分离桶停留在天体表面，起到侵彻限位的功能。

技术领域

本发明涉及一种可展开地外天体侵彻限位装置。

背景技术

深空撞击探测是实现地外天体内部探测的高效手段。为保证撞击器在侵彻进入目标体内部一定的穿透深度后，仍然能正常吸取太阳能量来保证仪器的正常运行和满足天线的收发要求，所以需要对撞击器的相应舱段进行限制，使能量获取装置和收发天线停留在天体的外表面。地外天体撞击速度在几百米每秒至几千米每秒不等，冲击过载将达到104～105g，为确保在撞击过程中限位装置能够有效的进行限位，装置需具备较强的抗冲击能力。因此，要求对撞击器的限位装置进行构型设计，对装置材料进行合理选取，保证撞击时限位装置不会损坏而失去限位效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种可展开地外天体侵彻限位装置，可应用于小天体、月球、火卫等无大气天体的撞击探测任务，为撞击器限位装置提供通用的构型方式。该项技术也可应用于火星、金星等有大气天体硬着陆的探测中。

本发明通过以下技术方案实现：

一种可展开地外天体侵彻限位装置，包括均匀分布在撞击器分离桶上的六个可收拢和展开的限位单体、一个分离桶及桶外的12个收紧卷簧和12根爆炸螺栓；每个限位单体包括限位内板以及板上加强筋，加强筋短边面上设有一个长条形键；限位内板与分离桶的圆弧弧度相同，实现收拢状态下与分离桶的无缝贴合，并通过两个对称的爆炸螺栓进行锁紧。收拢状态下，限位内板与分离桶紧贴；在限位内板前端用爆炸螺栓与分离桶相连，限位内板末端与分离桶采用卷簧铰接相连，卷簧处于拉伸储能状态；在展开状态下，爆炸螺栓断开，六个限位单体整体成伞型展开分布于分离桶末端，限位单体的加强筋短边与分离桶紧贴，短边上的长条形键嵌入到分离桶的键槽内，限制单体左右运动；此时卷簧仍处于拉伸状态防止单体收拢，实现限位单体的展开自锁。该装置能够承受撞击的巨大冲击，使分离器停留在天体表面，有效的起到限位功能。

优选地，所述加强筋采用三角型加强筋，并采用高强度材料，能够承受住高速撞击。并且展开时，加强筋短边与分离桶表面相贴合，长条键嵌入分离桶内，实现限位装置的自锁，防止出现限位单体发生左右松动。

优选地，每个限位内板末端与分离桶通过两个卷簧铰接，可以保证展开和收拢。在展开过程中，能够有效的控制限位单体的展开路径。同时展开时，卷簧处于拉伸储能状态，有效防止限位单体展开后自收拢。

优选地，所述限位单体采用高强度材料，有效提高装置的承受撞击能力。

在撞击器高速撞击时，撞击器的侵彻段携带相关仪器侵彻进入地表之下，分离桶通过本发明的限位装置携带太阳能收集装置和收发天线停留在天体表面。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

通过对撞击限位装置的设计，限位装置能够进行收拢与展开；限位装置的只要改变内板的曲率与分离装置的外表面的曲率一致，就能与主体紧密贴合，减小其冲击载荷并能扩展适用于各种撞击构型。采用展开后自锁，防止出现限位单体发生松动。采用高强度材料，使限位装置能够承受撞击的巨大冲击，限制撞击器的侵彻深度。本发明可有效用于小天体、月球、火星、火卫等各类地外天体撞击任务中。

附图说明

通过阅读参照以下附图对限制装置进行详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：