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一种充气式再入减速柔性展开结构折叠及展开方法

阅读:1035发布:2020-05-15

专利汇可以提供一种充气式再入减速柔性展开结构折叠及展开方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种充气式再入减速柔性展开结构折叠及展开方法,属于 航天器 再入、返回与着陆技术领域。本 发明 涉及为充气式再入减速柔性展开结构提供一种高效合理的折叠展开方法。主要通过压缩折叠将柔性展开结构在发射时及再入减速前收拢于运载器内部;与运载器连接固定简单,封包解 锁 可靠;在再入减速时能有序展开,保证柔性展开结构正常工作。本发明采用所述折叠 包装 方法,可以有效降低充气式再入减速柔性展开结构在航天器内的体积,简化连接解锁形式,同时保证柔性展开结构的有序展开,具有较高应用价值。,下面是一种充气式再入减速柔性展开结构折叠及展开方法专利的具体信息内容。

1.一种充气式再入减速柔性展开结构折叠方法,其特征在于,包括如下步骤:
将倒锥形的柔性展开结构的刚性头锥与航天器返回舱的头部连接,将柔性展开结构的防热充气结构包裹在刚性头锥的背面,并用压条和螺钉连接固定;
通过防热充气结构上的进气,用真空抽真空;抽真空完毕后,关闭进气阀;
将防热充气结构沿轴向进行压缩,将防热充气结构压平;
沿周向将防热充气结构分为若干,沿周向依次将每块的外侧对折折叠至内侧;
从对折折叠后的防热充气结构的一个开始,沿周向依次再次翻折防热充气结构,使防热充气结构的各个角距离轴心最近;
将再次翻折的防热充气结构沿轴向竖立,绕航天器返回舱旋转贴合;
用包布在外侧裹紧防热充气结构,将两块包布之间的两排扣襻从底部开始,依次进行链式收口,直到包布顶端;
对防热充气结构进行封包,完成折叠部分封装。
2.根据权利要求1所述的一种充气式再入减速柔性展开结构折叠方法,其特征在于,所述封包包括如下步骤:
用锦丝线通过手工缝3圈,将切割器固定在包布顶端,用布包裹切割器本体,两端用双股0.18×10mm棉带打两个平结;
收拢两侧包布,用2个紧绳器在包布外侧上下各勒一道,收紧紧绳器;
整理防热充气结构的充气环,使充气环不得超出刚性头锥的最大外径范围,同时使充气环在中心筒外侧均匀分布;
将包布两侧的扣襻从底部开始,依次进行链式收口,直到包布顶端;
将封包绳顺序穿过6个封包扣襻、2个链式收口顶端扣襻和2个切割器穿绳孔,然后抽紧绳头,打两道平结;并拢两端头,用锦丝线缝合;
用双股0.18×10mm棉带穿过切割器穿绳孔,将封包绳扎在靠无刀刃的一边;带头打两个平结,留长10mm,剪去多余部分;
理顺切割器拉绳,用0.51×12mm棉带固定;
将封包绳顺序穿过包布上的封包扣襻、链式收口顶端扣襻和切割器穿绳孔,最后抽紧封包绳,打两道平结扎紧,缝针固定绳头。
3.根据权利要求2所述的一种充气式再入减速柔性展开结构折叠方法,其特征在于:所述棉丝线为双股K9#锦丝线。
4.根据权利要求2所述的一种充气式再入减速柔性展开结构折叠方法,其特征在于:所述将切割器固定在包布顶端,具体为,切割器穿绳孔与封包扣襻平齐。
5.根据权利要求2所述的一种充气式再入减速柔性展开结构折叠方法,其特征在于:所述用锦丝线缝合的方法为:通过手工缝8针,缝合长度为20mm,端头留长10mm并烧结线头。
6.一种充气式再入减速柔性展开结构展开方法,其特征在于,包括如下步骤:
装有柔性展开结构的航天器返回舱在预定高度弹射分离再入大气层,依靠弹射分离启动切割器;
切割器延时后作动切断封包绳,使包布从扎紧状态松开,包布间的链式收口依次解开,解除折叠部分封装;
柔性展开结构通过进气阀进行充气,防热充气结构按照逆折叠顺序径向依次展开,充气环从内到外依次支撑成形,防热蒙皮在各充气环的作用下绷紧,形成锥形阻力面,完成展开。

说明书全文

一种充气式再入减速柔性展开结构折叠及展开方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种充气式再入减速柔性展开结构折叠及展开方法,属于航天器再入、返回与着陆技术领域。

背景技术

[0002] 为提高空间飞行器再入返回的手段和能,延伸人类航天活动的应用领域。必须研发适合新形势和新技术要求的先进的空间再入减速结构。而充气式再入减速柔性展开结构就是其中一类重要的极具应用前景的轻型空间结构。
[0003] 充气式再入减速柔性展开结构由折叠状的耐高温柔性编织物包裹在有效载荷舱外围,在发射时通过折叠收缩成很小的体积,在发射入轨后,根据功能需要,依靠自身内部气体压力驱动膨胀展开,形成满足要求的结构形式。高效地实现了再入(或进入)、降落和安全着陆的要求。
[0004] 柔性展开结构的特点就是发射时可以折叠包装减少所占用的空间,根据结构的具体设计,采取何种折叠包装的方法既能够考虑充分利用空间使体积尽可能小,又要注重展开的工作性能得到保证。
[0005] 传统的柔性降落伞等充气展开结构主要通过伞包限制折叠体积,将降落伞进行一维单向折叠,然后通过压力机对折叠后的降落伞进行压缩,最后进行单向封包。展开时按照降落伞的折叠顺序,反向依次从伞包中拉出,最后再充气展开。
[0006] 传统折叠展开方法的缺点是:与总装环节分离,增加了操作环节;折叠压缩比偏大,折叠过程中易发生无序纠缠干扰;需要使用压力机辅助进行压力包装,易对结构造成损伤;展开过程只能单向进行;通过环境气体充气不够稳定。

发明内容

[0007] 本发明解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提供了一种充气式再入减速柔性展开结构折叠及展开方法,将充气式再入减速柔性展开结构通过高效合理的折叠包装方法,使柔性展开结构在发射时及再入减速前可折叠收拢于航天器内部,有效降低了储存空间和发射成本,同时在再入减速时能有序展开,保证柔性展开结构正常工作。
[0008] 本发明的技术解决方案是:一种充气式再入减速柔性展开结构折叠方法,包括如下步骤:
[0009] 将倒锥形的柔性展开结构的刚性头锥与航天器返回舱的头部连接,将柔性展开结构的防热充气结构包裹在刚性头锥的背面,并用压条和螺钉连接固定;
[0010] 通过防热充气结构上的进气,用真空抽真空;抽真空完毕后,关闭进气阀;
[0011] 将防热充气结构沿轴向进行压缩,将防热充气结构压平;
[0012] 沿周向将防热充气结构分为若干,沿周向依次将每块的外侧对折折叠至内侧;
[0013] 从对折折叠后的防热充气结构的一个开始,沿周向依次再次翻折防热充气结构,使防热充气结构的各个角距离轴心最近;
[0014] 将再次翻折的防热充气结构沿轴向竖立,绕航天器返回舱旋转贴合;
[0015] 用包布在外侧裹紧防热充气结构,将两块包布之间的两排扣襻从底部开始,依次进行链式收口,直到包布顶端;
[0016] 对防热充气结构进行封包,完成折叠部分封装。
[0017] 进一步地,所述封包包括如下步骤:
[0018] 用锦丝线通过手工缝3圈,将切割器固定在包布顶端,用布包裹切割器本体,两端用双股0.18×10mm棉带打两个平结;
[0019] 收拢两侧包布,用2个紧绳器在包布外侧上下各勒一道,收紧紧绳器;
[0020] 整理防热充气结构的充气环,使充气环不得超出刚性头锥的最大外径范围,同时使充气环在中心筒外侧均匀分布;
[0021] 将包布两侧的扣襻从底部开始,依次进行链式收口,直到包布顶端;
[0022] 将封包绳顺序穿过6个封包扣襻、2个链式收口顶端扣襻和2个切割器穿绳孔,然后抽紧绳头,打两道平结;并拢两端头,用锦丝线缝合;
[0023] 用双股0.18×10mm棉带穿过切割器穿绳孔,将封包绳扎在靠无刀刃的一边;带头打两个平结,留长10mm,剪去多余部分;
[0024] 理顺切割器拉绳,用0.51×12mm棉带固定;
[0025] 将封包绳顺序穿过包布上的封包扣襻、链式收口顶端扣襻和切割器穿绳孔,最后抽紧封包绳,打两道平结扎紧,缝针固定绳头。
[0026] 进一步地,所述棉丝线为双股K9#锦丝线。
[0027] 进一步地,所述将切割器固定在包布顶端,具体为,切割器穿绳孔与封包扣襻平齐。
[0028] 进一步地,所述用锦丝线缝合的方法为:通过手工缝8针,缝合长度为20mm,端头留长10mm并烧结线头。
[0029] 一种充气式再入减速柔性展开结构展开方法,包括如下步骤:
[0030] 装有柔性展开结构的航天器返回舱在预定高度弹射分离再入大气层,依靠弹射分离力启动切割器;
[0031] 切割器延时后作动切断封包绳,使包布从扎紧状态松开,包布间的链式收口依次解开,解除折叠部分封装;
[0032] 柔性展开结构通过进气阀进行充气,防热充气结构按照逆折叠顺序径向依次展开,充气环从内到外依次支撑成形,防热蒙皮在各充气环的作用下绷紧,形成锥形阻力面,完成展开。
[0033] 本发明与现有技术相比的优点在于:
[0034] 1.本发明所采用的折叠展开方法,可用于充气式再入减速柔性展开结构的包装折叠和展开工作过程。
[0035] 2.采用所述折叠包装方法,可以有效降低充气式再入减速柔性展开结构在航天器内的体积,同时保证结构的有序展开,具有较高应用价值。
[0036] 3.折叠包装在总装时进行,减少了操作环节。
[0037] 4.通过二维双向折叠,进一步压缩了包装体积,节省宝贵的运载资源;
[0038] 5.通过有序折叠,减少了结构的无机织物损伤;
[0039] 6.折叠包装过程不需要施加机械压力,不会损伤零部件;
[0040] 7.通过手工即可操作,减少了对包伞工装的依赖;
[0041] 8.通过链式封包,实现了封包束缚装置和柔性充气结构的快速分离,以便更快展开;
[0042] 9.通过自带气源进行充气,展开速度更快,减少了滞空时间;
[0043] 10.在展开时实现了二维有序展开,不会发生纠缠干扰。附图说明
[0044] 图1为本发明防热充气结构示意图;
[0045] 图2为本发明充气环俯视图;
[0046] 图3为本发明轴向折叠示意图;
[0047] 图4为本发明径向折叠示意图;
[0048] 图5为本发明径向再次折叠示意图;
[0049] 图6为本发明柔性展开结构封包示意图。

具体实施方式

[0050] 下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明进行进一步解释和说明。
[0051] 如图1、2,本发明充气式再入减速柔性展开结构包括头锥体、进气阀、充气环、连接带、防热蒙皮、包布、切割器。
[0052] 在折叠状态下,充气环内侧与头锥体相连,充气环、连接带和防热蒙皮先轴向进行压缩,将所有充气环及防热蒙皮压平;然后沿径向按对角线进行四分,依次将四角对折折叠至内侧,再将折叠部分绕头锥体中心部分旋转贴合;最后用包布对折叠好的柔性结构进行封装,维持柔性结构的压缩状态。
[0053] 在展开状态下,首先通过切割器解除封装,然后通过控制进气阀对充气环进行充气,充气环在头锥体外侧从小到大依次支撑成形,连接带固定充气环的相对位置,防热蒙皮在各充气环的作用下绷紧,从而围出锥形阻力面。
[0054] 柔性结构由多组充气环构成,充气环之间是内部联通的,以保证充气时气体的贯通。充气环通过进气阀与外部气源连接。多块包布间通过链式连接固定。柔性结构的整体封装通过封包绳依次穿过包布上的扣襻,最后捆扎收紧实现。切割器固定在封包绳上,展开时切割器切断封包绳,实现解除封装。
[0055] 如图3~6,一种充气式再入减速柔性展开结构折叠方法,包括如下步骤:
[0056] a.将柔性展开结构放在刚性头锥上,用压条和螺钉连接固定。
[0057] b.通过柔性展开结构上的进气阀,用真空泵抽真空;抽真空完毕后,关闭进气阀。
[0058] c.将柔性展开结构沿轴向进行压缩,将充气环和防热蒙皮压平。
[0059] d.然后沿径向按对角线进行四分,从一点开始,沿周向顺时针依次将四角上下对折折叠至内侧,呈正方状。
[0060] e.从正方状的四角突出部位开始,沿顺时针再次翻折充气环和防热蒙皮。
[0061] f.最后将折叠部分沿轴向竖立,绕头锥体中心部分旋转贴合;
[0062] g.用包布在外侧裹紧折叠部分,将两块包布之间的两排扣襻从底部开始,依次进行链式收口,直到包布顶端。
[0063] h.将封包绳顺序穿过包布上的封包扣襻、链式收口顶端扣襻、切割器穿绳孔,最后抽紧封包绳,打两道平结扎紧,缝针固定绳头,完成折叠部分封装。
[0064] 所述封包包括如下步骤:
[0065] 用锦丝线通过手工缝3圈,将切割器固定在包布顶端,用棉布包裹切割器本体,两端用双股0.18×10mm棉带打两个平结;
[0066] 收拢两侧包布,用2个紧绳器在包布外侧上下各勒一道,收紧紧绳器;
[0067] 整理防热充气结构的充气环,使充气环不得超出刚性头锥的最大外径范围,同时使充气环在中心筒外侧均匀分布;
[0068] 将包布两侧的扣襻从底部开始,依次进行链式收口,直到包布顶端;
[0069] 将封包绳顺序穿过6个封包扣襻、2个链式收口顶端扣襻和2个切割器穿绳孔,然后抽紧绳头,打两道平结;并拢两端头,用锦丝线缝合;
[0070] 用双股0.18×10mm棉带穿过切割刀凹槽和穿绳孔,将封包绳捆扎在靠无刀刃的一边;带头打两个平结,留长10mm,剪去多余部分;
[0071] 理顺切割器拉绳,用0.51×12棉带固定;
[0072] 将封包绳顺序穿过包布上的封包扣襻、链式收口顶端扣襻和切割器穿绳孔,[0073] 最后抽紧封包绳,打两道平结扎紧,缝针固定绳头。
[0074] 一种充气式再入减速柔性展开结构展开方法,包括如下步骤:
[0075] a.充气式再入减速柔性展开结构在预定高度弹射分离再入,依靠弹射分离力启动切割器。
[0076] b.切割器延时后作动切断封包绳,包布从扎紧状态松开,包布间的链式收口依次解开,解除折叠部分封装。
[0077] c.柔性展开结构通过进气阀进行充气,折叠部分按照折叠顺序径向依次展开。
[0078] d.充气环从内到外依次支撑成形,连接带固定充气环与头锥体的相对位置。
[0079] e.防热蒙皮在各充气环的作用下绷紧,形成锥形阻力面,具备安全减速着陆工作条件。
[0080] 本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
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