[发明专利]一种适用于载人环境的太空多功能充气式密封舱蒙皮结构

说明书

一种适用于载人环境的太空多功能充气式密封舱蒙皮结构，包括：由密封舱内侧至外侧依次设置的耐磨层、辐射防护层、气密层、承压层、碎片防护层、隔热层、抗空间环境层和阻燃层。本发明针对密封舱结构采用了全柔性材料组成的技术手段，通过对多层不同功能材料的优化配置和设计，对舱体结构起到了气密、承压、防护等作用，带来了密封舱重量轻、折叠体积小等效果，能直接指导可压缩折叠的充气展开式载人密封舱结构的设计。

技术领域

本发明涉及一种适用于载人环境的太空多功能充气式密封舱蒙皮结构，特别适用于太空环境中用于人员居住的充气式密封舱。

背景技术

充气结构具有重量轻、折叠效率高、展开可靠等优势，在太空领域中的应用前景广泛，尤其是随着未来大型空间居住舱、有人值守月球基地等工程需要，对充气式密封舱的需求尤为突出。然而在太空中使用的充气式密封舱蒙皮结构既要解决气密、承压、热控等基本功能需求，同时也要满足防空间碎片撞击、防空间环境辐射、防破损、阻燃等安全性要求。

专利CN201410846232.9“一种双层舱壁式充气舱体”提供了一种双层舱壁式充气舱体，包括内囊和外防护壳，所述内囊的囊壁由气密层和承力层构成，气密层为囊壁最内层，承力层位于气密层外侧，所述外防护壳的囊壁由气密层和刚化层构成，气密层为外防护壳的最内层，刚化层为外防护壳的最外层。该发明结构形式无法完全满足载人密封舱的应用需求。

专利CN201110240641.0“一种飞艇蒙皮材料及其制备方法”提供一种飞艇蒙皮材料及其制备方法，该蒙皮材料顺次包括防老化层、胶层、织物层、基底层、高阻隔层和焊接层。该专利提出的蒙皮结构只解决了气密、耐压和抗老化问题，但无法直接应用在太空环境下。

《导弹与航天运载技术》2002年第1期中的文献“可充气式太空舱及其防护结构设计”介绍了充气式太空舱结构由充气气囊、承压层、碎片防护层、防热层和防辐射层，只介绍了各功能层组成，并没有论证分析各功能层层序设计，也无法完全满足载人环境的使用要求。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出了一种适用于载人环境的太空多功能充气式密封舱蒙皮结构，能满足耐受空间高低温、辐射等环境的同时，保证密封舱承受内压强度并保证良好的密封性能。

本发明的技术方案是：

一种适用于载人环境的太空多功能充气式密封舱蒙皮结构，包括：由密封舱内侧至外侧依次设置的耐磨层、辐射防护层、气密层、承压层、碎片防护层、隔热层、抗空间环境层和阻燃层；

耐磨层为芳纶织物或Vectran织物；

在耐磨层朝向密封舱一侧的外表面涂覆有防辐射材料涂层，所述防辐射材料涂层作为辐射防护层；

气密层由两层或两层以上的热塑性聚氨酯薄膜材料构成，每层薄膜材料的透气性小于1L/m²×24小时×1atm，气密层释放的总有机物含量100μg/g；

承压层为芳纶编织材料；

碎片防护层为泡沫夹心材料，碎片防护层的中间夹心为轻质中空泡沫结构，防护层的层和层之间通过中间泡沫夹心的自带胶进行粘接；碎片防护层的中间夹心的材料为柔性聚氨酯泡沫；

碎片防护层背向密封舱的一侧为织物增强结构，碎片防护层朝向密封舱的一侧为织物缓冲结构；

隔热层为n层隔热材料，其中n为正整数且大于10；

阻燃层的外表面为玻璃纤维布，所述玻璃纤维布作为抗空间环境层；

阻燃层的材料具体为防原子氧布材料；

耐磨层与气密层之间通过硅橡胶粘接剂局部粘接，两相邻粘接点之间的间距大于200mm；气密层与承压层之间通过硅橡胶粘接剂局部粘接，两相邻粘接点之间的间距大于200mm以上；