铰接式整流罩瓣的进入减速伞 |
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| 申请号 | CN202310494875.0 | 申请日 | 2023-04-25 | 公开(公告)号 | CN117963173A | 公开(公告)日 | 2024-05-03 |
| 申请人 | 穆骞; | 发明人 | 穆骞; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了铰接式整流罩瓣的进入减速伞，涉属于航天技术领域。该铰接式整流罩瓣的进入减速伞十分巧妙地利用了大型整流罩“现成之有利条件”，通过驱动各片铰接式整流罩瓣同步向外展开，刚性 支撑 与之柔性连接的耐热织物减速伞伞面，形成一具 气动 阻 力 面积特别巨大的减速伞。以轨道速度再入上层稀薄大气层，巨大阻力面积即可产生很大的激波气动动压阻力。因而能够“长时间、提前、充分地” 制动 减速上面级火箭。使其以“超低弹道系数”方式再入返回。那么抵达下层稠密大气层时飞行速度已经减慢至非常慢，从而达到极大幅度降低气动加热负荷和气动动压 载荷 ，有效保护脆弱箭体结构之目的。最终完好无损地回收了上面级火箭。并且还顺带回收了整个价值不菲的整流罩。同理，亦可以完全回收一级半火箭之芯一级。 | ||||||
| 权利要求 | 1.铰接式整流罩瓣的进入减速伞，其特征在于：包括铰接式整流罩瓣(1)、上面级火箭(2)、柔性的耐热织物减速伞伞面(3)、铰接接头(4)、折叠支撑杆(5)、整流罩瓣内部的承力隔框(6)、整流罩瓣内部的承力桁条(7)、整流罩瓣内部的承力主梁(8)、附加敷装在耐热织物减速伞背面和整流罩瓣内部的太阳能电池片组(9)。其中每一片铰接式整流罩瓣(1)都通过各自下边的铰接接头(4)铰接连接在上面级火箭(2)箭体上部的承力边框，折叠支撑杆(5)也都活动连接到各自整流罩瓣内部的承力主梁(8)和整流罩瓣内部的承力隔框(6)上面，折叠支撑杆(5)另一端与箭体活动连接。各片铰接式整流罩瓣(1)之间全部通过耐热织物减速伞伞面(3)相互地柔性连接，并且靠近整流罩瓣根部这一端的耐热织物减速伞伞面(3)也全都与上面级火箭(2)箭体上部的承力边框柔性相连接。 |
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| 说明书全文 | 铰接式整流罩瓣的进入减速伞技术领域[0001] 本发明属于航天技术领域，特别是涉及铰接式整流罩瓣的进入减速伞。 背景技术[0002] 在上面级火箭再入大气层回收过程中，因为几乎全都得依赖气动阻力摩擦产生热能，来吸收与消耗箭体之巨大动能和重力势能。但是，上面级火箭却根本没有足够大的气动阻力面积。以轨道速度超高速再入上层稀薄大气层中，由于自身阻力面积过小而获得的气动动压阻力非常小、制动减速效率低下，造成了减速很慢很慢，最终导致抵达下层稠密大气层时存速依然还非常地高。也就是“高弹道系数”轨迹再入返回。上面级火箭以传统的“高弹道系数”方式再入，实际上并没有充分有效地利用上层大气密度极其稀薄、以及自身超高速度之极为有利条件。没有在上层稀薄大气层中“长时间、提前、充分地”制动减速，结果造成以极高的速度直接冲入低空稠密大气层当中。因而必然遭受到极其剧烈的气动加热负荷以及强大的气动动压载荷。气动加热负荷会迅速烧毁轻质材料的火箭壳体；同时气动动压载荷亦可以轻易撕碎脆弱的箭体结构。所以，迄今为止还没有切实可行与完善的技术措施能够把处于轨道速度的上面级火箭完好无损地回收回来。 发明内容[0003] 为了克服现有技术中上面级火箭的气动阻力面积过小、在上层稀薄大气层中不能获得足够大气动动压阻力，“高弹道系数”再入返回不可以完好无损回收上面级火箭之问题，本发明提供了铰接式整流罩瓣的进入减速伞。铰接式整流罩瓣的进入减速伞十分巧妙地利用了大型整流罩“现成之有利条件”，通过驱动各片铰接式整流罩瓣同步向外展开，刚性支撑与之柔性连接的耐热织物减速伞伞面，形成一具气动阻力面积特别巨大的减速伞。以轨道速度再入上层稀薄大气层，巨大阻力面积即可产生很大的激波气动动压阻力。因而能够“长时间、提前、充分地”制动减速上面级火箭。也就是“超低弹道系数”方式再入返回。 那么，到达下层稠密大气层时飞行速度已经减慢至非常慢，从而达到极大幅度降低气动加热负荷和气动动压载荷，有效保护脆弱箭体结构之目的。最终完好无损地回收了上面级火箭。同理，亦可以完全回收一级半火箭的芯一级。 [0004] 本发明为实现上述目的，通过以下的技术方案实现： [0005] 铰接式整流罩瓣的进入减速伞，其特征在于：包括铰接式整流罩瓣、上面级火箭、柔性的耐热织物减速伞伞面、铰接接头、折叠支撑杆、整流罩瓣内部的承力隔框、整流罩瓣内部的承力桁条、整流罩瓣内部的承力主梁、附加敷装在耐热织物减速伞背面和整流罩瓣内部的太阳能电池片组。其中每一片铰接式整流罩瓣都通过各自下边的铰接接头铰接连接在上面级火箭箭体上部的承力边框，折叠支撑杆也都活动连接到各自整流罩瓣内部的承力主梁和整流罩瓣内部的承力隔框上面，折叠支撑杆另一端与箭体活动连接。各片铰接式整流罩瓣之间全部通过耐热织物减速伞伞面相互地柔性连接，并且靠近整流罩瓣根部这一端的耐热织物减速伞伞面也全都与上面级火箭箭体上部的承力边框柔性相连接。 [0006] 为进一步实现本发明的目的，还可以采用以下技术方案：所述的铰接式整流罩瓣由各自内部的承力主梁和承力隔框固定连接构成主要的骨架，并且再固定连接多根承力桁条，共同刚性地支撑连接外部蒙皮。 [0009] 本发明的积极效果是：本发明中，上面级火箭再入返回伊始，铰接式整流罩瓣同步向外展开，刚性支撑与之柔性连接的耐热织物减速伞伞面，形成一具气动阻力面积特别巨大的减速伞。以轨道速度再入上层稀薄大气层，陡然增大的阻力面积即可产生很大的激波气动动压阻力。因而能够“长时间、提前、充分地”制动减速上面级火箭。这一点极其极其重要。并且，整个再入下降过程中，铰接式整流罩瓣的进入减速伞都始终保持相当大的气动阻力，长时间充分有效地制动减慢上面级火箭飞行速度。实际上就是以极为优异的“超低弹道系数”方式再入返回。当上面级火箭抵达下层稠密大气层时，飞行速度已经减慢至亚音速，那么无论是气动加热负荷还是气动动压载荷全都下降到非常低，从而充分有效保护了脆弱的箭体结构。综上所述，铰接式整流罩瓣的进入减速伞十分巧妙地利用了大型整流罩“现成之有利条件”。具有结构简单、刚度很强、展开半径相当长、气动阻力面积特别巨大、气动减速效率非常高等等极为显著之优点。极大幅度降低了再入弹道系数。不但完好无损地回收上面级火箭，而且还顺带回收了整个价值不菲的整流罩。因此真正能够实现整体火箭的全部回收和复用。意义极其重大。同样道理，在一级半火箭构型当中，铰接式整流罩瓣的进入减速伞亦可以完全地回收芯一级箭体。附图说明 [0010] 图1是本发明的结构示意图。 [0011] 附图标记：1.铰接式整流罩瓣，2.上面级火箭，3.柔性的耐热织物减速伞伞面，4.铰接接头，5.折叠支撑杆，6.整流罩瓣内部的承力隔框，7.整流罩瓣内部的承力桁条，8.整流罩瓣内部的承力主梁，9.附加敷装在耐热织物减速伞背面和整流罩瓣内部的太阳能电池片组。 具体实施方式[0012] 铰接式整流罩瓣的进入减速伞，如图1所示，包括铰接式整流罩瓣1、上面级火箭2、柔性的耐热织物减速伞伞面3、铰接接头4、折叠支撑杆5、整流罩瓣内部的承力隔框6、整流罩瓣内部的承力桁条7、整流罩瓣内部的承力主梁8、附加敷装在耐热织物减速伞背面和整流罩瓣内部的太阳能电池片组9。其中每一片铰接式整流罩瓣1都通过各自下边的铰接接头4铰接连接在上面级火箭2箭体上部的承力边框，折叠支撑杆5也都活动连接到各自整流罩瓣内部的承力主梁8和整流罩瓣内部的承力隔框6上面，折叠支撑杆5另一端与箭体活动连接。各片铰接式整流罩瓣1之间全部通过耐热织物减速伞伞面3相互地柔性连接，并且靠近整流罩瓣根部这一端的耐热织物减速伞伞面3也全都与上面级火箭2箭体上部的承力边框柔性相连接。从而构成了一具完整的、气动阻力面积特别巨大的减速伞。在上层稀薄大气层当中即可以“长时间、提前、充分地”制动减速上面级火箭。并且整个再入下降过程都始终维持相当大的气动阻力，长时间充分有效地制动减慢上面级火箭飞行速度。 [0013] 所述的铰接式整流罩瓣1由各自整流罩瓣内部的承力主梁8和整流罩瓣内部的承力隔框6固定连接构成主要的骨架，并且再固定连接多根整流罩瓣内部的承力桁条7，共同刚性地支撑连接外部蒙皮。以承受非常大气动阻力带来的动压载荷。 [0014] 所述的铰接式整流罩瓣1的外表面、柔性的耐热织物减速伞伞面3的迎风面以及上面级火箭2箭体的外表面均涂覆有耐热涂层。当再入上层稀薄大气层之中，以高超音速进行激波气动动压阻力制动减速时，涂覆的耐热涂层可以及时有效地吸收并且耗散掉大型激波传导过来的气动摩擦热量。 [0015] 所述的附加敷装在耐热织物减速伞背面和整流罩瓣内部的太阳能电池片组9，在漫长的星际旅行以及登陆火星(或者月球)后，还可以源源不断提供大量的电能。 [0016] 图1中A处：表示了上面级火箭的有效载荷部分与上面级火箭2构成完整一体的宇宙飞船，例如登陆火星(或者月球)的宇宙飞船。这是因为：本发明所提供铰接式整流罩瓣的进入减速伞其实不仅仅只应用于再入地球大气层，其巨大的气动阻力面积对于进入火星的稀薄大气层，亦同样起到极为至关重要之“长时间、提前、充分地”制动减速作用。甚至优势还更加地突出。能够使宇宙飞船进入和着陆至大气密度更为稀薄的火星高海拔地区。并且，在漫长的星际旅行以及登陆火星(或者月球)后，附加敷装在耐热织物减速伞背面和整流罩瓣内部的太阳能电池片组9，还可以源源不断提供大量的电能。 [0017] 图1中B处：表示了已经释放完毕有效载荷部分的上面级火箭2。 [0018] 本发明的技术方案并不限制于本发明所述的实施例的范围内。本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。 |
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