一種大載重柔性可控著陸緩沖裝置及方法制造方法及圖紙

一種大載重柔性可控著陸緩沖裝置及方法，通過壓氣瓶組、加排閥、電爆閥、過濾器、壓力監(jiān)測裝置、分流器、緩沖氣囊的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)新一代多用途飛船返回艙的著陸緩沖，緩沖能力達(dá)到了7000kg量級(jí)；實(shí)現(xiàn)了返回艙在陸上和海上兩種著陸環(huán)境下著陸工作模式的切換，提高了氣囊著陸緩沖裝置對(duì)高原低氣壓環(huán)境和斜坡環(huán)境條件下的適應(yīng)性；實(shí)現(xiàn)了緩沖過程的主動(dòng)控制，可將將著陸緩沖過載控制在要求范圍內(nèi)；實(shí)現(xiàn)了返回艙著陸過程防側(cè)翻和傾倒功能。

High load flexible controllable landing buffer device and method

A heavy load flexible controlled landing buffer device and method, through the air bottle group, with exhaust valve, valve, filter, combined with electrical explosion pressure monitoring device, shunt, airbag, the return cabin of a new generation of multipurpose spacecraft landing buffer, the buffer capacity reached 7000kg level; the return switch the cabin landing mode in onshore and offshore two landing environment, improve the airbag landing device of high altitude and slope environment adaptability; the realization of active control buffer process, can be the landing buffer overload control in the required range; the return capsule landing rollover and dumping functions.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種大載重柔性可控著陸緩沖裝置及方法，屬于航天飛行器的著陸緩沖

技術(shù)介紹
新一代多用途飛船返回艙著陸時(shí)，需要對(duì)返回艙進(jìn)行著陸緩沖保護(hù)，以降低返回艙的著陸過載，保護(hù)航天員的安全。因此，多用途飛船返回艙的著陸緩沖裝置是關(guān)鍵技術(shù)之一。常用的著陸緩沖裝置包括反推火箭、著陸腿、緩沖氣囊等。反推火箭和著陸腿對(duì)于新一代多用途飛船返回艙的著陸緩沖而言，有較多的研制，因此不適用于新一代多用途飛船返回艙的著陸緩沖。而緩沖氣囊因其簡單、可靠、可重復(fù)使用、可折疊貯存、安裝體積小等特點(diǎn)，能夠很好的為多用途飛船返回艙起到緩沖作用，同時(shí)所占用的資源較少。現(xiàn)階段，美國開展了多個(gè)型號(hào)的緩沖氣囊研制，以作為其載人飛船乘員艙的著陸緩沖裝置的備選方案。國內(nèi)傳統(tǒng)氣囊緩沖裝置在裝備空投、無人機(jī)無損回收等領(lǐng)域內(nèi)得到了應(yīng)用。但存在較多問題，如緩沖重量較小、緩沖過程不可控、對(duì)著陸環(huán)境適應(yīng)性差等。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)針對(duì)國內(nèi)現(xiàn)有傳統(tǒng)氣囊緩沖裝置存在緩沖重量較小、緩沖過程不可控、對(duì)著陸環(huán)境適應(yīng)性差等缺點(diǎn)，提供了一種大載重柔性可控著陸緩沖裝置及方法，實(shí)現(xiàn)了新一代多用途飛船返回艙的著陸緩沖，并對(duì)緩沖過程實(shí)現(xiàn)了控制，能夠更好的適應(yīng)著陸環(huán)境。本專利技術(shù)解決的技術(shù)方案為：一種大載重柔性可控著陸緩沖裝置，包括：高壓氣瓶組、加排閥、電爆閥、過濾器、壓力監(jiān)測器、分流器、緩沖氣囊；高壓氣瓶組、加排閥、電爆閥、過濾器、壓力監(jiān)測裝置、分流器均安裝于飛船返回艙內(nèi)，氣囊安裝于飛船返回艙底部；高壓氣瓶組，包括：高壓氣瓶1、高壓氣瓶2、高壓氣瓶3、氣瓶4；加排閥，包括：加排閥1、加排閥2；電爆閥，包括：電爆閥1、電爆閥2、電爆閥3、電爆閥4、電爆閥5；過濾器，包括：過濾器1、過濾器2；壓力監(jiān)測裝置，包括：壓力監(jiān)測裝置1、壓力監(jiān)測裝置2；緩沖氣囊，包括：緩沖氣囊1、緩沖氣囊2、緩沖氣囊3、緩沖氣囊4、緩沖氣囊5、緩沖氣囊6；分流器，包括：二分三分流器1、二分三分流器2、一分五分流器1、一分五分流器2；二分三分流器1和二分三分流器2結(jié)構(gòu)相同，包括：進(jìn)氣口1、進(jìn)氣口2、出氣口1、出氣口2、出氣口3；一分五分流器1和一分五分流器2結(jié)構(gòu)相同，包括：進(jìn)氣口1、出氣口1、出氣口2、出氣口3、出氣口4、出氣口5；二分三分流器1的進(jìn)氣口1連接高壓氣瓶1、二分三分流器1的進(jìn)氣口2連接高壓氣瓶2，二分三分流器1的出氣口1連接電爆閥1的一端、加排閥1的出氣口、壓力監(jiān)測器1的采壓口；電爆閥1的另一端能夠連接大氣或關(guān)閉；當(dāng)著陸緩沖裝置正常工作時(shí)，電爆閥1的另一端處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)著陸緩沖裝置在海面著陸或不需要著陸緩沖裝置工作時(shí)，電爆閥1的另一端開啟；當(dāng)需要從加排閥1對(duì)高壓氣瓶1、高壓氣瓶2進(jìn)行充氣時(shí)，加排閥1的進(jìn)氣口連接充氣裝置，當(dāng)需要從加排閥1對(duì)高壓氣瓶1、高壓氣瓶2進(jìn)行排氣時(shí)，加排閥1的進(jìn)氣口連接大氣，當(dāng)著陸緩沖裝置正常工作時(shí)，加排閥1處于關(guān)閉狀態(tài)；壓力監(jiān)測裝置1實(shí)時(shí)監(jiān)控、采集高壓氣瓶1、和高壓氣瓶2的內(nèi)部壓力，并將采集的壓力數(shù)據(jù)送至飛船或地面控制中心；二分三分流器1的出氣口2連接電爆閥4的一端，電爆閥4的另一端通過過濾器1連接一分五分流器1的進(jìn)氣口；二分三分流器1的出氣口3連接電爆閥2的一端；一分五分流器1的出氣口1作為測試接口，能夠測試電爆閥4到一分五分流器1的出氣口1、出氣口2、出氣口3、出氣口4、出氣口5之間的管路氣密性；一分五分流器1的出氣口2、出氣口3、出氣口4分別連接緩沖氣囊1、緩沖氣囊2、緩沖氣囊3；一分五分流器1的出氣口5連接一分五分流器2的出氣口5；二分三分流器2的進(jìn)氣口1連接高壓氣瓶3、二分三分流器2的進(jìn)氣口2連接高壓氣瓶4，二分三分流器2的出氣口1連接電爆閥3的一端、加排閥2的出氣口、壓力監(jiān)測器2的采壓口；電爆閥3的另一端能夠連接大氣或關(guān)閉；當(dāng)著陸緩沖裝置正常工作時(shí)，電爆閥3的另一端處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)著陸緩沖裝置在海面著陸或不需要著陸緩沖裝置工作時(shí)，電爆閥3的另一端開啟；當(dāng)需要從加排閥2對(duì)高壓氣瓶3、高壓氣瓶4進(jìn)行充氣時(shí)，加排閥2的進(jìn)氣口連接充氣裝置，當(dāng)需要從加排閥2對(duì)高壓氣瓶3、高壓氣瓶4進(jìn)行排氣時(shí)，加排閥2的進(jìn)氣口連接大氣，當(dāng)著陸緩沖裝置正常工作時(shí)，加排閥2處于關(guān)閉狀態(tài)；壓力監(jiān)測裝置2實(shí)時(shí)監(jiān)控、采集高壓氣瓶3、和高壓氣瓶4的內(nèi)部壓力，并將采集的壓力數(shù)據(jù)送至飛船或地面控制中心；二分三分流器2的出氣口2連接電爆閥5的一端，電爆閥5的另一端通過過濾器2連接一分五分流器2的進(jìn)氣口；二分三分流器2的出氣口3連接電爆閥2的另一端；一分五分流器2的出氣口1作為測試接口，能夠測試電爆閥5到一分五分流器2的出氣口1、出氣口2、出氣口3、出氣口4、出氣口5之間的管路氣密性；一分五分流器2的出氣口2、出氣口3、出氣口4分別連接緩沖氣囊4、緩沖氣囊5、緩沖氣囊6。緩沖氣囊1～緩沖氣囊6的結(jié)構(gòu)相同，每個(gè)緩沖氣囊，包括：進(jìn)氣閥、外囊、內(nèi)囊、副囊；外囊、排氣口切割器；進(jìn)氣閥的一端連接一分五分流器1或一分五分流器2的出氣口，進(jìn)氣閥的另一端聯(lián)通外囊和內(nèi)囊，內(nèi)囊位于外囊內(nèi)部，內(nèi)囊和外囊通過連接帶進(jìn)行連接，外囊上有兩個(gè)排氣口，副囊與外囊連接，副囊能夠通過外囊的一個(gè)排氣口進(jìn)行充氣，外囊的另一個(gè)排氣口能夠向外部放氣，緩沖氣囊1～緩沖氣囊6均布安裝在飛船的底部；當(dāng)飛船的著陸緩沖過載到達(dá)預(yù)定值時(shí)，排氣口切割器能夠打開外囊上的兩個(gè)排氣口。進(jìn)氣閥能夠?qū)?nèi)囊和外囊的充氣氣量進(jìn)行控制，同時(shí)進(jìn)氣閥能夠給內(nèi)囊進(jìn)行單向充氣，當(dāng)充氣結(jié)束后進(jìn)氣閥關(guān)閉，內(nèi)囊無法通過進(jìn)氣閥排出氣體，對(duì)內(nèi)囊起到反向密封作用；進(jìn)氣閥能夠?qū)ν饽疫M(jìn)行充氣，外囊的氣體也能夠通過通過進(jìn)氣閥排回。高壓氣瓶組中每個(gè)氣瓶的壓力大于25MPa～35MPa。一種大載重柔性可控著陸緩沖方法，步驟如下：(1)著陸緩沖裝置裝配完成后，將電爆閥1～電爆閥5處于封閉狀態(tài)，高壓氣瓶1～高壓氣瓶5處于排空狀態(tài)、緩沖氣囊1～緩沖氣囊6處于折疊狀態(tài)；測試接口1、測試接口2處于關(guān)閉狀態(tài)；(2)在飛船發(fā)射前，加排閥1的進(jìn)氣口打開，向高壓氣瓶1、高壓氣瓶2充氣，高壓氣瓶1、高壓氣瓶2充滿至25Mpa～30Mpa后，關(guān)閉加排閥1的進(jìn)氣口，同時(shí)，加排閥2的進(jìn)氣口打開，向高壓氣瓶3、高壓氣瓶4充氣，高壓氣瓶3、高壓氣瓶4充滿至25Mpa～30Mpa后，關(guān)閉加排閥2的進(jìn)氣口；(2)在飛船發(fā)射過程中和飛船在軌飛行期間，壓力監(jiān)測裝置1實(shí)時(shí)采集高壓氣瓶1和高壓氣瓶2的內(nèi)部壓力，并將該壓力數(shù)據(jù)送至飛船和地面控制中心；同時(shí)，壓力監(jiān)測裝置2實(shí)時(shí)采集高壓氣瓶3和高壓氣瓶4的內(nèi)部壓力，并將該壓力數(shù)據(jù)送至飛船和地面控制中心；(3)在飛船返回地球時(shí)，當(dāng)需要在海面著陸時(shí)，電爆閥1～電爆閥3打開，高壓氣瓶1～高壓氣瓶4通過電爆閥1和電爆閥3向外部排氣；當(dāng)需要在陸地著陸時(shí)，電爆閥2、電爆閥4、電爆閥5打開，高壓氣瓶1～高壓氣瓶4向緩沖氣囊1～6充氣，緩沖氣囊1～6充氣展開，直至氣瓶1～4中的高壓氣體全部排出；(4)在飛船著陸時(shí)，緩沖氣囊1～6壓縮，對(duì)飛船進(jìn)行緩沖，當(dāng)飛船的緩沖過載滿足預(yù)定值時(shí)，排氣口切割器工作將緩沖氣囊1～6的每個(gè)緩沖氣囊的外囊兩個(gè)排氣口打開，一個(gè)排氣口向副囊充氣，使副囊充氣展開，另一個(gè)排氣口向外部排氣；副囊在著陸過程中，使飛船平穩(wěn)著陸，不出現(xiàn)側(cè)翻或傾倒；(5)在飛船著陸后，內(nèi)囊對(duì)飛船進(jìn)行支撐墊高，本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種大載重柔性可控著陸緩沖裝置，其特征在于包括：高壓氣瓶組、加排閥、電爆閥、過濾器、壓力監(jiān)測裝置、分流器、緩沖氣囊；高壓氣瓶組、加排閥、電爆閥、過濾器、壓力監(jiān)測裝置、分流器均安裝于飛船返回艙內(nèi)，氣囊安裝于飛船返回艙底部；高壓氣瓶組，包括：高壓氣瓶1、高壓氣瓶2、高壓氣瓶3、氣瓶4；加排閥，包括：加排閥1、加排閥2；電爆閥，包括：電爆閥1、電爆閥2、電爆閥3、電爆閥4、電爆閥5；過濾器，包括：過濾器1、過濾器2；壓力監(jiān)測裝置，包括：壓力監(jiān)測裝置1、壓力監(jiān)測裝置2；緩沖氣囊，包括：緩沖氣囊1、緩沖氣囊2、緩沖氣囊3、緩沖氣囊4、緩沖氣囊5、緩沖氣囊6；分流器，包括：二分三分流器1、二分三分流器2、一分五分流器1、一分五分流器2；二分三分流器1和二分三分流器2結(jié)構(gòu)相同，包括：進(jìn)氣口1、進(jìn)氣口2、出氣口1、出氣口2、出氣口3；一分五分流器1和一分五分流器2結(jié)構(gòu)相同，包括：進(jìn)氣口1、出氣口1、出氣口2、出氣口3、出氣口4、出氣口5；二分三分流器1的進(jìn)氣口1連接高壓氣瓶1、二分三分流器1的進(jìn)氣口2連接高壓氣瓶2，二分三分流器1的出氣口1連接電爆閥1的一端、加排閥1的出氣口、壓力監(jiān)測器1的采壓口；電爆閥1的另一端能夠連接大氣或關(guān)閉；當(dāng)著陸緩沖裝置正常工作時(shí)，電爆閥1的另一端處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)著陸緩沖裝置在海面著陸或不需要著陸緩沖裝置工作時(shí)，電爆閥1的另一端開啟；當(dāng)需要從加排閥1對(duì)高壓氣瓶1、高壓氣瓶2進(jìn)行充氣時(shí)，加排閥1的進(jìn)氣口連接充氣裝置，當(dāng)需要從加排閥1對(duì)高壓氣瓶1、高壓氣瓶2進(jìn)行排氣時(shí)，加排閥1的進(jìn)氣口連接大氣，當(dāng)著陸緩沖裝置正常工作時(shí)，加排閥1處于關(guān)閉狀態(tài)；壓力監(jiān)測裝置1實(shí)時(shí)監(jiān)控、采集高壓氣瓶1、和高壓氣瓶2的內(nèi)部壓力，并將采集的壓力數(shù)據(jù)送至飛船或地面控制中心；二分三分流器1的出氣口2連接電爆閥4的一端，電爆閥4的另一端通過過濾器1連接一分五分流器1的進(jìn)氣口；二分三分流器1的出氣口3連接電爆閥2的一端；一分五分流器1的出氣口1作為測試接口，能夠測試電爆閥4到一分五分流器1的出氣口1、出氣口2、出氣口3、出氣口4、出氣口5之間的管路氣密性；一分五分流器1的出氣口2、出氣口3、出氣口4分別連接緩沖氣囊1、緩沖氣囊2、緩沖氣囊3；一分五分流器1的出氣口5連接一分五分流器2的出氣口5；二分三分流器2的進(jìn)氣口1連接高壓氣瓶3、二分三分流器2的進(jìn)氣口2連接高壓氣瓶4，二分三分流器2的出氣口1連接電爆閥3的一端、加排閥2的出氣口、壓力監(jiān)測器2的采壓口；電爆閥3的另一端能夠連接大氣或關(guān)閉；當(dāng)著陸緩沖裝置正常工作時(shí)，電爆閥3的另一端處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)著陸緩沖裝置在海面著陸或不需要著陸緩沖裝置工作時(shí)，電爆閥3的另一端開啟；當(dāng)需要從加排閥2對(duì)高壓氣瓶3、高壓氣瓶4進(jìn)行充氣時(shí)，加排閥2的進(jìn)氣口連接充氣裝置，當(dāng)需要從加排閥2對(duì)高壓氣瓶3、高壓氣瓶4進(jìn)行排氣時(shí)，加排閥2的進(jìn)氣口連接大氣，當(dāng)著陸緩沖裝置正常工作時(shí)，加排閥2處于關(guān)閉狀態(tài)；壓力監(jiān)測裝置2實(shí)時(shí)監(jiān)控、采集高壓氣瓶3、和高壓氣瓶4的內(nèi)部壓力，并將采集的壓力數(shù)據(jù)送至飛船或地面控制中心；二分三分流器2的出氣口2連接電爆閥5的一端，電爆閥5的另一端通過過濾器2連接一分五分流器2的進(jìn)氣口；二分三分流器2的出氣口3連接電爆閥2的另一端；一分五分流器2的出氣口1作為測試接口，能夠測試電爆閥5到一分五分流器2的出氣口1、出氣口2、出氣口3、出氣口4、出氣口5之間的管路氣密性；一分五分流器2的出氣口2、出氣口3、出氣口4分別連接緩沖氣囊4、緩沖氣囊5、緩沖氣囊6。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種大載重柔性可控著陸緩沖裝置，其特征在于包括：高壓氣瓶組、加排閥、電爆閥、過濾器、壓力監(jiān)測裝置、分流器、緩沖氣囊；高壓氣瓶組、加排閥、電爆閥、過濾器、壓力監(jiān)測裝置、分流器均安裝于飛船返回艙內(nèi)，氣囊安裝于飛船返回艙底部；高壓氣瓶組，包括：高壓氣瓶1、高壓氣瓶2、高壓氣瓶3、氣瓶4；加排閥，包括：加排閥1、加排閥2；電爆閥，包括：電爆閥1、電爆閥2、電爆閥3、電爆閥4、電爆閥5；過濾器，包括：過濾器1、過濾器2；壓力監(jiān)測裝置，包括：壓力監(jiān)測裝置1、壓力監(jiān)測裝置2；緩沖氣囊，包括：緩沖氣囊1、緩沖氣囊2、緩沖氣囊3、緩沖氣囊4、緩沖氣囊5、緩沖氣囊6；分流器，包括：二分三分流器1、二分三分流器2、一分五分流器1、一分五分流器2；二分三分流器1和二分三分流器2結(jié)構(gòu)相同，包括：進(jìn)氣口1、進(jìn)氣口2、出氣口1、出氣口2、出氣口3；一分五分流器1和一分五分流器2結(jié)構(gòu)相同，包括：進(jìn)氣口1、出氣口1、出氣口2、出氣口3、出氣口4、出氣口5；二分三分流器1的進(jìn)氣口1連接高壓氣瓶1、二分三分流器1的進(jìn)氣口2連接高壓氣瓶2，二分三分流器1的出氣口1連接電爆閥1的一端、加排閥1的出氣口、壓力監(jiān)測器1的采壓口；電爆閥1的另一端能夠連接大氣或關(guān)閉；當(dāng)著陸緩沖裝置正常工作時(shí)，電爆閥1的另一端處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)著陸緩沖裝置在海面著陸或不需要著陸緩沖裝置工作時(shí)，電爆閥1的另一端開啟；當(dāng)需要從加排閥1對(duì)高壓氣瓶1、高壓氣瓶2進(jìn)行充氣時(shí)，加排閥1的進(jìn)氣口連接充氣裝置，當(dāng)需要從加排閥1對(duì)高壓氣瓶1、高壓氣瓶2進(jìn)行排氣時(shí)，加排閥1的進(jìn)氣口連接大氣，當(dāng)著陸緩沖裝置正常工作時(shí)，加排閥1處于關(guān)閉狀態(tài)；壓力監(jiān)測裝置1實(shí)時(shí)監(jiān)控、采集高壓氣瓶1、和高壓氣瓶2的內(nèi)部壓力，并將采集的壓力數(shù)據(jù)送至飛船或地面控制中心；二分三分流器1的出氣口2連接電爆閥4的一端，電爆閥4的另一端通過過濾器1連接一分五分流器1的進(jìn)氣口；二分三分流器1的出氣口3連接電爆閥2的一端；一分五分流器1的出氣口1作為測試接口，能夠測試電爆閥4到一分五分流器1的出氣口1、出氣口2、出氣口3、出氣口4、出氣口5之間的管路氣密性；一分五分流器1的出氣口2、出氣口3、出氣口4分別連接緩沖氣囊1、緩沖氣囊2、緩沖氣囊3；一分五分流器1的出氣口5連接一分五分流器2的出氣口5；二分三分流器2的進(jìn)氣口1連接高壓氣瓶3、二分三分流器2的進(jìn)氣口2連接高壓氣瓶4，二分三分流器2的出氣口1連接電爆閥3的一端、加排閥2的出氣口、壓力監(jiān)測器2的采壓口；電爆閥3的另一端能夠連接大氣或關(guān)閉；當(dāng)著陸緩沖裝置正常工作時(shí)，電爆閥3的另一端處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)著陸緩沖裝置在海面著陸或不需要著陸緩沖裝置工作時(shí)，電爆閥3的另一端開啟；當(dāng)需要從加排閥2對(duì)高壓氣瓶3、高壓氣瓶4進(jìn)行充氣時(shí)，加排閥2的進(jìn)氣口連接充氣裝置，當(dāng)需要從加排閥2對(duì)高壓氣瓶3、高壓氣瓶4進(jìn)行排氣時(shí)，加排閥2的進(jìn)氣口連接大氣，當(dāng)著陸緩沖裝置正常工作時(shí)，加排閥2處于關(guān)閉狀態(tài)；壓力監(jiān)測裝置2實(shí)時(shí)監(jiān)控、采集高壓氣瓶3、和高壓氣瓶4的內(nèi)部壓力，并將采集的壓力數(shù)據(jù)送至飛船或地面控制中心；二分三分流器2的出氣口2連接電爆閥5的一端，電爆閥5的另一端通過過濾...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐誠方，竺梅芳，雷江利，廖航，劉靖雷，王飛，鄧?yán)?/a>，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京空間機(jī)電研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11