[发明专利]一种半主动旋翼式再入返回装置

说明书

本发明公开了一种半主动旋翼式再入返回装置，包括：飞行器本体、N个驱动旋翼装置、M个转动旋翼装置和传动装置；驱动旋翼装置均布在飞行器本体周向，和/或，沿飞行器本体轴向布局；转动旋翼装置均布在飞行器本体周向，和/或，沿飞行器本体轴向布局；驱动旋翼装置与转动旋翼装置之间通过传动装置进行力传递。本发明利用飞行器再入过程的高速气动特性，通过驱动旋翼装置产生动力，经传动装置转化后推动转动旋翼装置旋转，产生阻碍飞行器下降的升力，从而降低飞行器再入的速度；采用半主动的减速方式，能够更为有效地实现飞行器再入过程的气动减速。

技术领域

本发明属于飞行器再入返回技术领域，尤其涉及一种半主动旋翼式再入返回装置。

背景技术

随着我国空间技术的发展，飞行器的再入返回需求愈发迫切。飞行器从空间轨道再入返回时，再入速度较高，往往会产生较大的气动加热情况。目前，对于飞行器再入返回，以升力体式气动返回和降落伞式气动返回两种技术为主。升力体式再入返回以航天飞机为代表，再入飞行器采用有翼模式，通过水平飞行的方式，利用飞行器的翼产生升力，延长飞行器的再入行程，从而降低整个再入过程的气动热，减少对防热材料的需求。

另一种方式为降落伞式返回技术。这类返回技术中，飞行器携带有较大的降落伞。在飞行器高速再入时，利用降落伞的气动阻力特性，降低飞行器再入速度，减少气动加热情况。这类飞行器在我国载人飞船，以及早期的再入飞行器中都有使用。

此外，一些近期研究也提出了新的再入返回技术。如，CN102765494用于返回舱再入减速的磁阻力伞中，提供了一种用于返回舱再入减速的磁阻力伞，它利用飞行器高速再入过程中造成电离层等离子体离子的收集电流在返回舱前、后端的不对称性而自动获取电流。电流通过返回舱本体的螺旋线圈产生磁偶极子磁场。磁场对入射的电离层离子产生反射作用而提供返回舱阻力。又如：专利CN104986358(一种增稳充气式再入飞行器)、专利CN106494650A(一种利用液体蒸发充气式的再入飞行器)、专利CN202717036(一种充气再入罩)等，基本思路都是采用充气式再入方案，利用充气等手段，增加飞行器再入时的迎风面，增加阻力，以降低飞行器的再入速度。

总的来说，目前的再入返回技术中，主要是采用被动的减速方式，通过升力体、降落伞或是增大迎风面等方式，降低飞行器再入时的再入速度，以减少再入过程的气动加热。这类方案中，由于严重的气动加热影响，对飞行器的表面热防护材料性能要求极高，热防护系统质量较大，大大限制了再入飞行器的质量规模。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种半主动旋翼式再入返回装置，利用飞行器再入过程的高速气动特性，通过驱动旋翼装置产生动力，经传动装置转化后推动转动旋翼装置旋转，产生阻碍飞行器下降的升力，从而降低飞行器再入的速度；采用半主动的减速方式，能够更为有效地实现飞行器再入过程的气动减速。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种半主动旋翼式再入返回装置，包括：飞行器本体、N个驱动旋翼装置、M个转动旋翼装置和传动装置；

驱动旋翼装置均布在飞行器本体周向，和/或，沿飞行器本体轴向布局；

转动旋翼装置均布在飞行器本体周向，和/或，沿飞行器本体轴向布局；

驱动旋翼装置与转动旋翼装置之间通过传动装置进行力传递；其中，在再入下降过程中，驱动旋翼装置在空气动力驱动下转动，同时转动能量通过传动装置传递至转动旋翼装置，带动转动旋翼装置的转动。

在上述半主动旋翼式再入返回装置中，飞行器本体，包括：头部和主体；

头部与主体的底部连接；

头部采用流线形构型，在再入下降过程中，头部向下，保证再入下降过程的飞行器姿态稳定。

在上述半主动旋翼式再入返回装置中，