可在轨充气展开的抗空间碎片和微流星体撞击的防护机构制造技术

可在轨充气展开的抗空间碎片和微流星体撞击的防护机构，它涉及一种抗空间碎片和微流星体撞击的防护机构。针对一次性或多次发射进行空间组装成大尺寸防护屏费用高、难度大及采用机械式展开防护屏折叠效率低、可靠性低、展开后体积小问题。相邻两层可刚化充气展开平面框架之间通过充气展开支撑立管总成连接，可刚化充气展开平面框架内设置有与其连接的防护屏，可刚化充气展开平面框架内装有水平导线和进气管，充气展开支撑立管总成内装有竖直平行导线和充气管，水平导线与竖直平行导线连接，第一、二充气管与可刚化充气展开长、短支撑管连通，竖直充气管与可刚化充气展开支撑立管连通。本发明专利技术防护效果好、可靠性高、重量轻、折叠效率高、费用低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种抗空间碎片和微流星体撞击的防护机构。
技术介绍
在卫星等航天器运行的轨道空间内存在着大量高速运动(速度》8km/s) 的微流星体和空间碎片，这些微流星体及空间碎片的撞击会使飞行器损伤、破 坏甚至失效，同时也对航天员的生命安全构成严重威胁。对于lcm以上的空 间碎片，可以通过在轨碎片监视器等给予预警，采取回避等主动防护措施；对 于lcm以下的空间碎片，则只能采用被动防护措施。目前航天器的防护方案 主要有固定式和机械式两种防护屏机构。航天器往往需要较大尺寸的防护区 域，需要有大尺寸的防护屏。受发射体积及费用的限制， 一次性发射或多次发 射进行空间组装成大尺寸的防护屏费用较高，甚至难以实现；而采用机械式展 开的防护屏则存在折叠效率低、展开可靠性低、展开后体积较小、难以构建三 层以上或更多层数的多层防护等缺点。因此，设计出易于发射、发射费用较低、 大尺寸、防护屏层数多、抗空间碎片和微流星体撞击的防护机构，将对卫星、 飞船等航天器的工作可靠性和生存寿命起着至关重要的作用。(引自张伟， 庞宝君，张泽华.航天器微流星体及空间碎片防护结构性能分析J.哈尔滨工业大 学学报，2002,34(5):603.)。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决采用一次性发射或多次发射进行空间组装成大尺 寸的防护屏存在费用高、难度大甚至难以实现及采用机械式展开的防护屏存在 折叠效率低、展开可靠性低、展开后体积较小、难以构建三层以上或更多层数 的多层防护的问题，进而提供一种可在轨充气展开的抗空间碎片和微流星体撞 击的防护机构。本专利技术为解决上述问题采取的技术方案是本专利技术的防护机构包括至少两 层可刚化充气展开平面框架、至少两个防护屏、至少四根充气展开支撑立管总 成、多条系带、至少两根水平导线、四对竖直平行导线、两个第一充气管、两个第二充气管、四个竖直充气管、四个水平充气控制阀和四个控制阀；所述至少两层可刚化充气展幵平面框架上下正对且平行设置，相邻两层可刚化充气展开平面框架的四个角端之间通过四根充气展开支撑立管总成连接构成密闭充气展开支撑框架，所述每层可刚化充气展开平面框架内设置有一个防护屏，所述每个防护屏通过多条系带与相对应的可刚化充气展开平面框架连接，所述每层可刚化充气展开平面框架内装有一根水平导线，位于密闭充气展开支撑框架的每个角端的充气展开支撑立管总成内装有一对竖直平行导线，所述竖直平行导线与充气展开支撑立管总成中的可刚化充气展开支撑立管的电加热层连接，四对竖直平行导线的两端露在密闭充气展开支撑框架的外面，所述每根水平导线的两端与四对竖直平行导线中的其中一对连接，设置在每层可刚化充气展开平面框架内的水平导线分别与同层的可刚化充气展开平面框架中的两个可刚化充气展开长支撑管的电热层和两个可刚化充气展开短支撑管的加热层连接，位于最上层的可刚化充气展开平面框架的两个对角端上分别设置有一个第一充气管和一个第二充气管，所述每个第一充气管的一端与最上层的可刚化充气展开平面框架中的可刚化充气展开长支撑管连通，所述每个第二充气管的一端与最上层的可刚化充气展开平面框架中的可刚化充气展开短支撑管连通，位于最上层的可刚化充气展开平面框架的每个角端上设置有一个竖直充气管，所述每个竖直充气管的下端与相对应的充气展开支撑立管总成中的可刚化充气展开支撑立管连通，每个第一充气管和第二充气管上分别装有一个水平充气控制阀，每个竖直充气管上装有一个控制阀。本专利技术具有以下有益效果 一、采用多层防护屏，防护效果更好。二、采 用可刚化充气展开平面框架作为本专利技术的框架支撑结构的主体，在所述框架内 装有防护屏。防护屏以系带的连接方式与可刚化充气展开平面框架相连接，因 而在使用时可保证所述框架以一定尺寸折叠，折叠效率高，发射体积小。三、 所述框架中的支撑管由于采用可刚化充气展开的结构，支撑管可沿轴线方向以 充气压力作为驱动力展开，展开后支撑管通电加热固化，从而形成稳定的、满 足结构刚度要求的支撑结构。四、平面框架由于采用可刚化充气展开的支撑结 构，其结构简单、不易出故障、展开可靠性好、整体重量轻、折叠效率高。五、 本专利技术由于在充气管上装有控制阀，可控制充气管充入到支撑管内部的气体流 量和流速，使密闭充气展开支撑框架的充气展开过程较为稳定。六、由于支撑 管是由多层薄膜复合材料构成，支撑管抗弯刚度、强度等性能指标可通过改变支撑管的直径、长度、管壁厚度及材料性能等方法进行设计。七、当可刚化充 气展开平面框架为多层时，层与层之间通过充气展开，展开效率更高，更易控 制。八、多层防护屏之间采用充气展开支撑管展开并支撑，层与层之间间距能 够展开成足够大，有利于空间碎片在与防护屏撞击后碎片云的展开，从而大大 提高防护机构的防护效果。九、本专利技术具有结构简单、成本低、展开可靠性高、 整体重量轻、折叠效率高、发射体积小的优点，可在卫星、飞船、空间站等航 天器上使用，用作构建卫星、载人飞船等飞行器的防护机构。 附图说明图1是本专利技术的整体结构主视图，图2是图1的A部放大图，图3是图1 的B部放大图，图4是图1的俯视图，图5是端盖19与密封胶圈21装配在 一起的主视图，图6是图5的C-C剖视图，图7是接盘22与密封橡胶圈24 装配在一起的主视图，图8是图7的D-D剖视图，图9是可刚化充气展开长 支撑管14的主视图，图10是可刚化充气展开短支撑管16的主视图，图11是 可刚化充气展开支撑立管12的主视图。具体实施例方式具体实施方式一结合图1~图4及图9~图11说明本实施方式，本实施方 式的防护机构包括至少两层可刚化充气展开平面框架1、至少两个防护屏2、 至少四根充气展开支撑立管总成3、多条系带4、至少两根水平导线5、四对 竖直平行导线6、两个第一充气管7、两个第二充气管8、四个竖直充气管9、 四个水平充气控制阀IO和四个控制阀11;所述至少两层可刚化充气展开平面 框架1上下正对且平行设置，相邻两层可刚化充气展开平面框架1的四个角端 之间通过四根充气展开支撑立管总成3连接构成密闭充气展开支撑框架，所述 每层可刚化充气展开平面框架1内设置有一个防护屏2，所述每个防护屏2通 过多条系带4与相对应的可刚化充气展开平面框架1连接，所述每层可刚化充 气展开平面框架l内装有一根水平导线5，位于密闭充气展开支撑框架的每个 角端的充气展开支撑立管总成3内装有一对竖直平行导线6，所述竖直平行导 线6与充气展开支撑立管总成3中的可刚化充气展开支撑立管12的电加热层 13连接，四对竖直平行导线6的两端露在密闭充气展开支撑框架的外面，所 述每根水平导线5的两端与四对竖直平行导线6中的其中一对连接，设置在每 层可刚化充气展开平面框架1内的水平导线5分别与同层的可刚化充气展开平面框架1中的两个可刚化充气展开长支撑管14的电热层15和两个可刚化充气 展开短支撑管16的加热层17连接，位于最上层的可刚化充气展开平面框架1 的两个对角端上分别设置有一个第一充气管7和一个第二充气管8，所述每个 第一充气管7的一端与最上层的可刚化充气展开平面框架1中的可刚化充气展 开长支撑管14连通，所述每个第二充气管8的一端与最上层的可刚化充气展 开平面框架1中的可刚化充气展开短支撑管16连通，位于最上层的可刚化充 气展开平面框架1的每个角端上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可在轨充气展开的抗空间碎片和微流星体撞击的防护机构，所述防护机构包括至少两层可刚化充气展开平面框架（１）、至少两个防护屏（２）、至少四根充气展开支撑立管总成（３）、多条系带（４）、至少两根水平导线（５）、四对竖直平行导线（６）、两个第一充气管（７）、两个第二充气管（８）、四个竖直充气管（９）、四个水平充气控制阀（１０）和四个控制阀（１１）；其特征在于：所述至少两层可刚化充气展开平面框架（１）上下正对且平行设置，相邻两层可刚化充气展开平面框架（１）的四个角端之间通过四根充气展开支撑立管总成（３）连接构成密闭充气展开支撑框架，所述每层可刚化充气展开平面框架（１）内设置有一个防护屏（２），所述每个防护屏（２）通过多条系带（４）与相对应的可刚化充气展开平面框架（１）连接，所述每层可刚化充气展开平面框架（１）内装有一根水平导线（５），位于密闭充气展开支撑框架的每个角端的充气展开支撑立管总成（３）内装有一对竖直平行导线（６），所述竖直平行导线（６）与充气展开支撑立管总成（３）中的可刚化充气展开支撑立管（１２）的电加热层（１３）连接，四对竖直平行导线（６）的两端露在密闭充气展开支撑框架的外面，所述每根水平导线（５）的两端与四对竖直平行导线（６）中的其中一对连接，设置在每层可刚化充气展开平面框架（１）内的水平导线（５）分别与同层的可刚化充气展开平面框架（１）中的两个可刚化充气展开长支撑管（１４）的电热层（１５）和两个可刚化充气展开短支撑管（１６）的加热层（１７）连接，位于最上层的可刚化充气展开平面框架（１）的两个对角端上分别设置有一个第一充气管（７）和一个第二充气管（８），所述每个第一充气管（７）的一端与最上层的可刚化充气展开平面框架（１）中的可刚化充气展开长支撑管（１４）连通，所述每个第二充气管（８）的一端与最上层的可刚化充气展开平面框架（１）中的可刚化充气展开短支撑管（１６）连通，位于最上层的可刚化充气展开平面框架（１）的每个角端上设置有一个竖直充气管（９），所述每个竖直充气管（９）的下端与相对应的充气展开支撑立管总成（３）中的可刚化充气展开支撑立管（１２）连通，每个第一充气管（７）和第二充气管（８）上分别装有一个水平充气控制阀（１０），每个竖直充气管（９）上装有一个控制阀（１１）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苗常青，王友善，曹昱，谭惠丰，杜星文，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]