免防熱可控減速傘制造技術(shù)

一種返回式航天器再入大氣層的免防熱可控減速傘裝置，涉及返回式航天器的返回過(guò)程。本發(fā)明專利技術(shù)的免防熱可控減速傘由減速傘和開(kāi)傘機(jī)構(gòu)、收放口機(jī)構(gòu)組成。安裝在返回式航天器的尾部，用大幅度增大返回式航天器阻力面積的方式來(lái)降低再入速度和再入溫度，從而實(shí)現(xiàn)免防熱再入的目的。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬返回式航天器返回
涉及返回式航天器的返回過(guò)程。
技術(shù)介紹
目前，所有返回式航天器在返回地球大氣層的過(guò)程中，都會(huì)由于速度過(guò)高和大氣 發(fā)生強(qiáng)烈摩擦，而產(chǎn)生足以燒毀航天器的高溫高熱氣流。為了不被燒毀，所有返回式航天器 都安裝了專門(mén)的防熱系統(tǒng)——燒蝕防熱系統(tǒng)或輻射防熱系統(tǒng)。這就大大增加了返回式航天 器的結(jié)構(gòu)質(zhì)量、技術(shù)難度和制造發(fā)射成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種能使返回式航天器在返回大氣層的過(guò)程中，不產(chǎn)生高溫 高熱氣流的相關(guān)裝置——免防熱可控減速傘。為了達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)的技術(shù)方案是在返回式航天器尾部，安裝一個(gè)可以隨 時(shí)控制傘口開(kāi)度大小的免防熱可控減速傘。免防熱可控減速傘由減速傘和開(kāi)傘機(jī)構(gòu)、收放口機(jī)構(gòu)組成。開(kāi)傘機(jī)構(gòu)由結(jié)構(gòu)在減速傘傘邊處的一圈密封夾層氣囊和貯氣罐、減壓穩(wěn)壓器、遙 控氣閥、輸氣軟管組成。收放口機(jī)構(gòu)由固定在傘邊密封夾層氣囊外側(cè)的穿繩小環(huán)、傘口收放繩、遙控微型 電動(dòng)繞線器組成。每個(gè)穿繩小環(huán)都裝有一圈減小阻力用的小滾輪，穿繩小環(huán)的數(shù)量和在可 控減速傘上的固定位置和可控減速傘的傘繩相同。根據(jù)返回式航天器再入大氣層的阻力公式D p.v1CD S可知，在其他因素不變的情況下，再入速度u 2和返回式航天器的有效阻力面積S成反比關(guān)系。也就是說(shuō)，在其他因素不變的情況下，有效阻力面積S增大多少倍， 再入速度u就減小多少倍的平方倍。又據(jù)常識(shí)知道(沒(méi)有找到溫度和速度的關(guān)系式)，在 空氣密度相同的情況下，速度越低和空氣摩擦產(chǎn)生的熱量就越少；產(chǎn)生的溫度就越低。由 于航天器的耐熱溫度比可控減速傘高的多，因此，當(dāng)可控減速傘的有效面積增大到和空氣 摩擦產(chǎn)生的溫度不能使可控減速傘損壞的程度，返回式航天器就可以不使用專門(mén)的防熱系 統(tǒng)，也能正常無(wú)損地穿過(guò)大氣層。這就是免防熱可控減速傘的工作原理。根據(jù)免防熱可控減速傘的工作原理可知，返回式航天器只要應(yīng)用免防熱可控減速 傘，就能在再入大氣層的過(guò)程中，不產(chǎn)生高溫高熱氣流，因此，通常返回式航天器應(yīng)用了本 免防熱可控減速傘后，就可以把以往專門(mén)用于防熱的那部分結(jié)構(gòu)質(zhì)量，改為有效載荷(防 熱結(jié)構(gòu)質(zhì)量大約是返回式航天器質(zhì)量的12% -20% )。這就大大提高了返回式航天器的有 效運(yùn)載能力。取消專用防熱系統(tǒng)還能使返回式航天器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，進(jìn)一步降低設(shè)計(jì)制造難 度，和制造發(fā)射成本。由于使用本專利技術(shù)的免防熱可控減速傘的再入方式，擺脫了高溫高熱氣流的困擾， 因此，使返回式航天器的再入環(huán)境得到了實(shí)質(zhì)性的改善；使再入的安全性和可靠性大大提聞。由于本專利技術(shù)的免防熱可控減速傘，使返回式航天器的減速能力大大增強(qiáng)，因而使 返回式航天器的返回航程和返回時(shí)間大為縮短。由于本專利技術(shù)的免防熱可控減速傘，對(duì)返回式航天器具有很強(qiáng)的減速作用，因而使 返回式航天器完成減速過(guò)程的高度，比通常再入方式高得多，因此，又使返回式航天器的縱 橫向機(jī)動(dòng)能力大為增加，尤其是有翼返回式航天器更為顯著。具體實(shí)施例方式可控減速傘由減速傘和開(kāi)傘機(jī)構(gòu)、收放口機(jī)構(gòu)組成。開(kāi)傘機(jī)構(gòu)由結(jié)構(gòu)在可控減速傘傘邊處的一圈密封夾層氣囊和貯氣罐、減壓穩(wěn)壓 器、遙控氣閥、輸氣軟管組成。收放口機(jī)構(gòu)由固定在傘邊密封夾層氣囊外側(cè)的一圈穿繩小環(huán),和傘口收放繩、遙 控微型電動(dòng)繞線器組成。穿繩小環(huán)上套有一圈減小阻力用的小滾輪。傘口收放繩從小環(huán)中 央穿過(guò)，一端固定在傘邊上，另一端固定在遙控微型電動(dòng)繞線器的繞線軸上。遙控微型電動(dòng) 繞線器固定在傘邊上。當(dāng)應(yīng)用免防熱可控減速傘的彈道返回式航天器離軌后，及時(shí)將免防熱可控減速傘 拋出，打開(kāi)遙控氣閥，讓貯氣罐中的壓縮氣體經(jīng)減壓穩(wěn)壓器、輸氣軟管進(jìn)入結(jié)構(gòu)在可控減速 傘傘邊處的密封夾層氣囊中，使夾層氣囊脹鼓，沿傘邊成圓環(huán)狀，使可控減速傘隨時(shí)處于開(kāi) 口迎風(fēng)狀態(tài)，只要空氣密度稍有增加，就可以進(jìn)入工作狀態(tài)。當(dāng)可控減速傘脹滿進(jìn)入工作 狀態(tài)后，把夾層氣囊中的氣放掉，恢復(fù)無(wú)氣狀態(tài)，以使可控減速傘在收口時(shí)沒(méi)有阻礙。由于 彈道返回式航天器不能產(chǎn)生升力，所以只能用控制傘口開(kāi)度大小的方式來(lái)調(diào)節(jié)迎流面溫度 (即駐點(diǎn)溫度)和制動(dòng)過(guò)載值的大小。在再入大氣層的過(guò)程中，要密切注視迎流面溫度表和 加速度表的變化。當(dāng)溫度低于規(guī)定值而制動(dòng)過(guò)載又較大時(shí)，操作遙控微型電動(dòng)繞線器，適當(dāng) 收線，將傘口開(kāi)度減小些，當(dāng)溫度達(dá)到規(guī)定值時(shí)就要操作搖控微型電動(dòng)繞線器放線將傘口 適當(dāng)開(kāi)大些；嚴(yán)禁使迎流面溫度超過(guò)規(guī)定值。如果迎流面溫度和制動(dòng)過(guò)載有沖突，首先要保 證迎流面溫度不超限。當(dāng)彈道式航天器下降到亞聲速狀態(tài)時(shí)，使用收放口機(jī)構(gòu)把下降速度控制在100M/S 左右；下降到距地面4KM的高度時(shí)，把可控減速傘的傘口開(kāi)到最大，按常規(guī)方式著陸。由于有翼返回式航天器在返回大氣層的過(guò)程中能夠產(chǎn)生足夠的升力來(lái)調(diào)節(jié)返回 軌道的高度，因此，在應(yīng)用免防熱可控減速傘的再入溫度調(diào)節(jié)方式和應(yīng)用免防熱可控減速 傘再入的彈道返回式航天器有較大的不同。應(yīng)用免防熱可控減速傘再入的有翼返回式航天器大傾角離軌后(再入角大于 30° )，及時(shí)將可控減速傘拋出，打開(kāi)搖控氣閥讓貯氣罐中的壓縮氣體，經(jīng)減壓穩(wěn)壓器、輸氣 軟管進(jìn)入可控減速傘的密封夾層氣囊中，使夾層氣囊脹鼓，沿傘邊成圓環(huán)狀，可控減速傘脹滿 進(jìn)入工作狀態(tài)后，把氣囊中的氣放掉，恢復(fù)無(wú)氣狀態(tài)。密切注視迎流面溫度表和加速度表的變 化。當(dāng)迎流面溫度升高到規(guī)定值時(shí)，操作有翼返回式航天器的氣動(dòng)力舵或反作用裝置立刻使 有翼返回式航天器進(jìn)入平飛狀態(tài)；當(dāng)迎流面溫度開(kāi)始下降時(shí)，再使有翼返回式航天器進(jìn)入能 保持迎流面規(guī)定溫度不變的飛行路線(也叫等溫減速軌道)，直到有翼返回式航天器的速度 下降到2MA以下時(shí)，收回可控減速傘，進(jìn)入常規(guī)返回程序，在指定的機(jī)場(chǎng)水平著陸。權(quán)利要求1.一種返回式航天器再入大氣層的免防熱可控減速傘裝置，由減速傘和開(kāi)傘機(jī)構(gòu)、收放口機(jī)構(gòu)組成；其特征在于，減速傘的傘邊處裝有開(kāi)傘機(jī)構(gòu)和收放口機(jī)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的免防熱可控減速傘裝置，其特征在于開(kāi)傘機(jī)構(gòu)有結(jié)構(gòu)在減速傘傘邊處的一圈密封夾層氣囊和貯氣罐、減壓穩(wěn)壓器、遙控氣閥、輸氣軟管組成。3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的免防熱可控減速傘裝置，其特征在于收放口機(jī)構(gòu)由固定在傘邊處的一圈套有減小阻力滾輪的穿繩小環(huán)、傘口收放繩和遙控微型電動(dòng)繞線器組成；傘口收放繩從小環(huán)的中央穿過(guò)，一端固定在傘邊上，另一端固定在遙控微型電動(dòng)繞線器的繞線軸上；遙控微型電動(dòng)繞線器固定在傘邊上。全文摘要一種返回式航天器再入大氣層的免防熱可控減速傘裝置，涉及返回式航天器的返回過(guò)程。本專利技術(shù)的免防熱可控減速傘由減速傘和開(kāi)傘機(jī)構(gòu)、收放口機(jī)構(gòu)組成。安裝在返回式航天器的尾部，用大幅度增大返回式航天器阻力面積的方式來(lái)降低再入速度和再入溫度，從而實(shí)現(xiàn)免防熱再入的目的。文檔編號(hào)B64G1/62GK102658872SQ20121012246公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25日專利技術(shù)者高榮江 申請(qǐng)人:高榮江本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：高榮江，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：高榮江，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：