一种全防护柔性展开式再入减速器制造技术

本发明专利技术公开了一种全防护柔性展开式再入减速器，包括载荷舱主体，载荷舱主体下端连接有刚性防热钝头；载荷舱主体的上端安装有滑动连接框，滑动连接框的顶部安装有头盖，载荷舱主体与刚性防热钝头的连接处设置有铰接座及螺孔支座，下支撑杆的下端与铰接座连接，下支撑杆的上端与上支撑杆的下端连接，上支撑杆的上端与滑动连接框连接；上支撑杆与下支撑杆上分别连接有背风面柔性防热结构与迎风面柔性防热结构；该减速器采用连杆展开机构、增加背风面防热结构，从而达到既能降低对运载火箭整流罩包络要求、克服来流/激波对减速器后端影响，又能改善飞行环境、提高载荷容积，为未来载荷地外星体进入、减速、着陆提供了一种技术路径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航天器进入与返回
，具体是涉及一种全防护柔性展开式再入减速器。
技术介绍
目前国际上具备弹道式或半弹道式再（进）入能力的减速器结构主要包括传统的刚性固定式及新型的柔性展开式两种。对于传统的刚性固定式减速器而言，其优点是防热结构附着在整个外表面对减速器进行全防护，在这种全防护结构形式的前提下，减速器质心位置就可以偏离中心轴设计，生成一个大于0°的配平攻角，从而使减速器具备一定升力，达到改善气动环境、实现半弹道式再（进）入飞行的目的；其缺点是因整个减速器为刚性固定式结构，受火箭整流罩包络约束，限制了减速器容积及载荷运输能力，已经满足不了当今的实际需要。针对传统的刚性固定式减速器，后期的柔性展开式减速器得到发展。然而，对于新型的柔性展开式减速器而言，目前国际上有充气式展开和机械式展开两种，其优点是气动面及防热结构为柔性可展开结构，发射时收拢、再（进）入前展开，受火箭整流罩包络约束较小，在相同整流罩包络下，容积及载荷运输能力优于传统刚性固定式减速器；其缺点是气动面为类“伞”式构型并安装在减速器前端，对减速器只是半防护。因此为避免来流对减速器后端直接冲刷，质心一般都设计在中心轴上，配平攻角为0°，这样的减速器基本上没有升力，飞行环境相对恶劣。另外，即使是在0°攻角状态下，为防止过肩部激波对减速器后端造成影响，柔性展开式减速器轴向尺寸明显小于气动面直径，这在一定程度上也限制了减速器的容积和载荷运输能力。因此，设计一种能够在全防护结构形式的前提下，保证荷载量，同时气动面及防热结构为柔性可展开结构的再入减速器一直是本领域技术人员厄待解决的技术难题。专利
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足提供了一种全防护柔性展开式再入减速器，具备全防护柔性展开功能，从而达到既能降低对运载火箭整流罩包络要求，又能克服来流/激波对减速器后端影响、提高载荷容积、达到改善飞行环境的目的。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种全防护柔性展开式再入减速器，包括载荷舱主体，载荷舱主体下端固定连接有刚性防热钝头；载荷舱主体的上端安装有滑动连接框，滑动连接框通过滑动导向杆上下滑动；滑动连接框的顶部安装有头盖；载荷舱主体与刚性防热钝头的连接处设置有铰接座及螺孔支座，下支撑杆的下端与铰接座连接，下支撑杆的上端与上支撑杆的下端铰链连接，上支撑杆的上端与滑动连接框铰链连接。通过铰链连接实现上支撑杆与下支撑杆的收拢与展开，通过铰链连接同时可以实现全防护气动面整个结构的收拢与展开；所述的上支撑杆与下支撑杆上分别连接有背风面柔性防热结构与迎风面柔性防热结构，上支撑杆与下支撑杆转动到位后，柔性防热结构被完全撑起，从而实现减速器全防护功能。进一步，所述的铰链连接是通过转轴铰链连接。进一步，所述的滑动连接框的顶部安装有与铰接座位置相对应的耳片，上支撑杆的上端与耳片转轴连接；所述的滑动连接框的底部设置有与螺孔支座位置相对应的套筒，上支撑杆的上端与耳片转轴连接使得上支撑杆可以收拢与展开，套筒用来安装弹性驱动单元及滑动导向杆。进一步，所述的套筒内部安装有弹性驱动单元，所述的滑动导向杆穿过套筒连接到螺孔支座，所述的滑动导向杆顶部安装有头部限位块。进一步，所述的上支撑与下支撑杆的接头处包覆有包带锁紧单元；包带锁紧单元包覆在上支撑杆与下支撑杆的接头处，从而实现对减速器收拢锁紧。进一步，所述的刚性防热钝头为双层球锥构型，外层为刚性防热材料，内层为铝蜂窝夹层结构，该结构形式不但可以起到提高阻力系数、烧蚀防热作用，还可起到着陆抗冲击缓冲作用。进一步，所述的载荷舱主体为圆柱形薄壁结构，内侧为空腔结构，内侧空腔用于装载载荷。进一步，所述的头盖为拱形空腔结构，内侧装有减速伞，头盖可在地面或再入大气层前整体打开，便于载荷货物往载荷舱主体内装卸；也可以在再入大气层后的跨音速阶段抛去外侧拱形罩，拉出减速伞，二次减速。本专利技术与现有技术的有益效果在于：（1）本专利技术与全防护刚性固定式结构相比，该减速器采用连杆展开机构、增加背风面防热的技术方案，所设计的展开机构具备气动面发射时收拢、再入前展开功能，能显著降低对运载火箭整流罩包络需求；（2）本专利技术与半防护柔性展开式结构相比，所设计的全防护结构能阻挡来流对减速器后端直接冲刷，质心位置可以偏离中心轴设计，生成一个不大的配平攻角，从而使减速器具备一定升力，改善气动环境；全防护柔性展开式再（进）入减速器结构为未来载荷地外星体进入、减速、着陆提供了一种新的技术路径；（3）在0°攻角飞行状态下，增加的背风面柔性防热结构能克服过肩部激波对减速器后端影响，当迎风面以及背风面柔性防热结构被完全撑起时，能够实现减速器全防护功能；在相同气动面直径条件下，其轴向高度可明显大于半防护柔性展开式结构，一定程度上提高了减速器的容积和载荷运输能力；（4）刚性防热钝头采用的球锥形双层空腔结构，能提供与着陆腿相当效果的着陆缓冲，实现了防热与承载功能一体化。附图说明图1为本专利技术一种全防护柔性展开式再入减速器的气动面展开状态结构示意图；图2为本专利技术一种全防护柔性展开式再入减速器的气动面收拢状态结构示意图；图3为本专利技术一种全防护柔性展开式再入减速器的刚性防热钝头与载荷舱主体连接示意图；图4为本专利技术一种全防护柔性展开式再入减速器的滑动连接框结构示意图；图5为本专利技术一种全防护柔性展开式再入减速器的载荷舱主体与滑动连接框收拢状态下的装配关系示意图；图6为本专利技术一种全防护柔性展开式再入减速器的载荷舱主体与滑动连接框展开状态下的装配关系示意图；图7为本专利技术一种全防护柔性展开式再入减速器的支撑杆装配关系示意图；图8为本专利技术一种全防护柔性展开式再入减速器的柔性防热结构装配关系示意图；图9为本专利技术一种全防护柔性展开式再入减速器的发射时收拢状态示意图；图10为本专利技术一种全防护柔性展开式再入减速器的再入大气前展开状态示意图；图11为本专利技术一种全防护柔性展开式再入减速器的展开后抛头盖状态示意图。其中，1-刚性防热钝头，2-迎风面柔性防热结构，3-滑动连接框，4-弹性驱动单元，5-滑动导向杆，6-头盖，7-上支撑杆，8-下支撑杆，9-载荷舱主体，10-包带锁紧单元，11-背风面柔性防热结构11，12-铰接座，13-螺孔支座，14-耳片，15-套筒，16-头部限位块。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步描述。如图1~2所示，其中图1和图2分别是全防护柔性展开式再入减速器的气动面展开状态以及收拢状态时的结构示意图，本专利技术的一种全防护柔性展开式再入减速器包括刚性防热钝头1、迎风面柔性防热结构2、滑动连接框3、弹性驱动单元4、滑动导向杆5、头盖6、上支撑杆7、下支撑杆8、载荷舱主体9、包带锁紧单元10和背风面柔性防热结构11，载荷舱主体9位于刚性防热钝头1之上并与之采用螺钉固连；所述的载荷舱主体9的上端安装有滑动连接框3，所述的滑动连接框3通过滑动导向杆5上下滑动；所述的滑动连接框3的顶部安装有头盖6；如图2所示，包带锁紧单元10包覆在上支撑杆7与下支撑杆8的接头处，对减速器收拢锁紧。如图3所示，所述的刚性防热钝头1位于整个结构最底层，其为双层球锥构型，既可起到烧蚀防热作用，也可兼顾抗冲击缓冲；所述的刚性防热钝头1与载荷舱主体9连接处均匀设置若干个铰接座12及4个螺孔支座13，铰接座12用来连接下支本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全防护柔性展开式再入减速器，包括载荷舱主体（9），其特征在于，所述的载荷舱主体（9）下端固连有刚性防热钝头（1）；所述的载荷舱主体（9）的上端安装有滑动连接框（3），所述的滑动连接框（3）通过滑动导向杆（5）上下滑动；所述的滑动连接框（3）的顶部安装有头盖（6）；所述的载荷舱主体（9）与刚性防热钝头（1）的连接处设置有铰接座（12）及螺孔支座（13），下支撑杆（8）的下端与铰接座（12）连接，下支撑杆（8）的上端与上支撑杆（7）的下端铰链连接，上支撑杆（7）的上端与滑动连接框（3）铰链连接；所述的上支撑杆（7）与下支撑杆（8）上分别连接有背风面柔性防热结构（11）与迎风面柔性防热结构（2）。

【技术特征摘要】
1.一种全防护柔性展开式再入减速器，包括载荷舱主体（9），其特征在于，所述的载荷舱主体（9）下端固连有刚性防热钝头（1）；所述的载荷舱主体（9）的上端安装有滑动连接框（3），所述的滑动连接框（3）通过滑动导向杆（5）上下滑动；所述的滑动连接框（3）的顶部安装有头盖（6）；所述的载荷舱主体（9）与刚性防热钝头（1）的连接处设置有铰接座（12）及螺孔支座（13），下支撑杆（8）的下端与铰接座（12）连接，下支撑杆（8）的上端与上支撑杆（7）的下端铰链连接，上支撑杆（7）的上端与滑动连接框（3）铰链连接；所述的上支撑杆（7）与下支撑杆（8）上分别连接有背风面柔性防热结构（11）与迎风面柔性防热结构（2）。2.根据权利要求1所述的一种全防护柔性展开式再入减速器，其特征在于，所述的铰链连接是通过转轴铰链连接。3.根据权利要求1所述的一种全防护柔性展开式再入减速器，其特征在于，所述的滑动连接框（3）的顶部安装有与铰接座（12）位置相对应的耳片（14），上支撑杆（7）的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，张红英，尚明友，包军，白良浩，童明波，
申请(专利权)人：北京空间技术研制试验中心，南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11