本申请提供了一种用于太空舱的无机固化装置及方法，包括依次连接的储气罐、气体控制模块、太空舱体和排气组件；太空舱体包括舱体外壁和舱体内壁，舱体外壁和舱体内壁之间形成封闭的舱壁腔体，舱壁腔体内填充有带有气体的无机粉末材料，舱体内壁包裹形成中间腔体；太空舱体设有舱体进气口，舱体进气口与中间腔体连接，气体控制模块与舱体进气口连接，气体控制模块控制储气罐为中间腔体供气；舱体外壁上设有舱壁排气孔，排气组件与舱壁排气孔连接；舱体内壁上设有加热薄膜，加热薄膜对无机粉末材料进行加热。通过本申请的处理方案，实现了太空舱在外太空复杂、恶劣的环境下稳定充气展开及长期可靠运行。开及长期可靠运行。开及长期可靠运行。
【技术实现步骤摘要】
一种用于太空舱的无机固化装置及方法
[0001]本申请涉及航天
，尤其涉及一种用于太空舱的无机固化装置及方法。
技术介绍
[0002]当前太空舱的建造技术方面还存在不足。以国际太空舱为例，其受限火箭运力及直径，需多次发射才能够拼接而成，且其容积、空间尚待进一步拓展，而且其建造时间长，亟待新的材料及设计方法以进一步提升太空舱的各项技术性能，而充气展开方式能够最大限度拓展太空舱的尺寸，是开展大型太空舱建造的重要技术手段。
[0003]美国Biglow公司研制的充气展开式太空舱BEAM采用由铝和柔性的复合材料制成太空舱，虽在一定承担上解决结构刚性，但其很难实现更大尺寸的太空舱展开及建造；而其他种类的充气展开方案太空舱体需包含金属骨架，因为虽然完全柔性的舱体在气压下膨胀至所需形状，但在太空环境中为保证整个舱体稳定性，需要太空舱具备高刚性以确保整个结构的稳定不变形，且金属骨架加入不利于更大尺寸空间舱体展开。因此，如何稳定、可靠实现结构的空间展开成为了充气展开方式发展的关键之一。
[0004]此外，现有的充气展开结构采用的固化材料主体为有机材料，有机材料虽然能够有效实现各种超大型空间结构、太空舱体的建造，但由于在太空中受到复杂、恶劣环境的影响，其使用寿命会不可避免地缩短。
[0005]由此可见，在现有技术中，如何制备一种具备更优异的长期在轨运行稳定性的太空舱体成为亟需解决的核心技术问题。
技术实现思路
[0006]有鉴于此，本申请实施例提供一种用于太空舱的无机固化装置及方法，能够实现大尺寸太空舱的充气展开，并且太空舱的主体材料为无机粉末材料，能够实现太空舱在外太空复杂、恶劣的环境下长期、稳定、可靠运行的需要。
[0007]第一方面，本申请实施例提供一种用于太空舱的无机固化装置，包括依次连接的储气罐、气体控制模块、太空舱体和排气组件；
[0008]所述太空舱体包括舱体外壁和舱体内壁，所述舱体外壁和所述舱体内壁之间形成封闭的舱壁腔体，所述舱壁腔体内填充有带有气体的无机粉末材料，所述舱体内壁包裹形成中间腔体；
[0009]所述太空舱体设有舱体进气口，所述舱体进气口与所述中间腔体连接，所述气体控制模块与所述舱体进气口连接，所述气体控制模块控制所述储气罐为所述中间腔体供气；
[0010]所述舱体外壁上设有舱壁排气孔，所述排气组件与所述舱壁排气孔连接，所述排气组件用于排放所述舱壁腔体内的气体；
[0011]所述舱体内壁上设有加热薄膜，所述加热薄膜用于对所述无机粉末材料进行加热。
[0012]根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述排气组件包括单向阀和排气孔，所述排气孔在所述单向阀的出气端对称设置，且所述排气孔的数量为偶数个；所述单向阀内设有过滤构件，所述过滤构件用于防止所述无机粉末材料的泄漏。
[0013]根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述气体控制模块内设有单向调节组件，所述单向调节组件用于控制所述储气罐内的气体单向流入所述中间腔体。
[0014]根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述舱体外壁和舱体内壁之间设有多个中空立柱，所述中空立柱的一端与舱体外壁连接，所述中空立柱的另一端与所述舱体内壁连接。
[0015]根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述舱体外壁、所述舱体内壁和所述中空立柱均设置为纤维编织结构，所述舱体外壁的外表面和所述舱体内壁的内表面均铺贴有密封层。
[0016]根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述无机粉末材料中的气体为空气或者惰性气体。
[0017]根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述加热薄膜的工作温度范围为35℃
‑
80℃。
[0018]根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述气体控制模块还与所述舱体外壁连接，所述气体控制模块控制所述储气罐为所述舱壁腔体单向供气；所述排气组件的出气口端连接有抽真空组件。
[0019]根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述气体控制模块与所述舱体外壁之间通过进气管连接，所述进气管上设有管道单向阀，所述管道单向阀用于控制所述储气罐内的气体单向流入所述舱壁腔体。
[0020]第二方面，本申请实施例还提供一种用于太空舱的无机固化方法，采用如第一方面任一实施例所述的用于太空舱的无机固化装置，所述方法包括：
[0021]所述无机固化装置送入太空，在预定轨道上定位调姿，所述无机固化装置处于外太空的真空环境内；
[0022]打开所述气体控制模块，通过所述储气罐向所述中间腔体供气，使得太空舱体由折叠状态变为充气膨胀状态，恒定一段时间，且所述中间腔体内部气压不低于1.2MPa；
[0023]打开所述排气组件，将所述舱壁腔体中的气体通过所述舱壁排气孔泄漏到太空真空环境中，并关闭所述排气组件；
[0024]打开所述加热薄膜，加热所述舱壁腔体内的所述无机粉末材料，待无机粉末材料反应硬化，关闭所述加热薄膜；
[0025]调节所述中间腔体内部气压小于1.2MPa，测试所述太空舱体的固化效果；
[0026]所述太空舱体固化成型，再次调整所述无机固化装置姿态完成既定任务。
[0027]第三方面，本申请实施例还提供一种用于太空舱的无机固化方法，采用如第一方面任一实施例所述的用于太空舱的无机固化装置，所述方法包括：
[0028]通过所述排气组件将所述舱壁腔体内的气体抽出，将抽真空后的所述无机固化装置装入运载器；
[0029]所述无机固化装置送入太空，在预定轨道上定位调姿，所述无机固化装置处于外太空的真空环境内；
[0030]打开所述气体控制模块，通过所述储气罐向所述舱壁腔体充入气体，使得所述舱壁腔体内部气压不低于0.01MPa；
[0031]打开所述气体控制模块，通过所述储气罐向所述中间腔体供气，使得太空舱体由折叠状态变为充气膨胀状态，恒定一段时间，且所述中间腔体内部气压不低于1.2MPa；
[0032]打开所述排气组件，将所述舱壁腔体中的气体通过所述舱壁排气孔泄漏到太空真空环境中，并关闭所述排气组件；
[0033]打开所述加热薄膜，加热所述舱壁腔体内的所述无机粉末材料，待无机粉末材料反应硬化，关闭所述加热薄膜；
[0034]调节所述中间腔体内部气压小于1.2MPa，测试所述太空舱体的固化效果；
[0035]所述太空舱体固化成型，再次调整所述无机固化装置姿态完成既定任务。
[0036]有益效果
[0037]本申请实施例中的用于太空舱的无机固化装置及方法，能够实现大尺寸太空舱的充气展开，并且太空舱的主体材料为无机粉末材料，能够实现太空舱在外太空复杂、恶劣的环境下长期、稳定、可靠运行的需要。
附图说明
[0038]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于太空舱的无机固化装置，其特征在于，包括依次连接的储气罐、气体控制模块、太空舱体和排气组件；所述太空舱体包括舱体外壁和舱体内壁，所述舱体外壁和所述舱体内壁之间形成封闭的舱壁腔体，所述舱壁腔体内填充有带有气体的无机粉末材料，所述舱体内壁包裹形成中间腔体；所述太空舱体设有舱体进气口，所述舱体进气口与所述中间腔体连接，所述气体控制模块与所述舱体进气口连接，所述气体控制模块控制所述储气罐为所述中间腔体供气；所述舱体外壁上设有舱壁排气孔，所述排气组件与所述舱壁排气孔连接，所述排气组件用于排放所述舱壁腔体内的气体；所述舱体内壁上设有加热薄膜，所述加热薄膜用于对所述无机粉末材料进行加热。2.根据权利要求1所述的用于太空舱的无机固化装置，其特征在于，所述排气组件包括单向阀和排气孔，所述排气孔在所述单向阀的出气端对称设置，且所述排气孔的数量为偶数个；所述单向阀内设有过滤构件，所述过滤构件用于防止所述无机粉末材料的泄漏。3.根据权利要求1所述的用于太空舱的无机固化装置，其特征在于，所述气体控制模块内设有单向调节组件，所述单向调节组件用于控制所述储气罐内的气体单向流入所述中间腔体。4.根据权利要求1所述的用于太空舱的无机固化装置，其特征在于，所述舱体外壁和舱体内壁之间设有多个中空立柱，所述中空立柱的一端与舱体外壁连接，所述中空立柱的另一端与所述舱体内壁连接。5.根据权利要求4所述的用于太空舱的无机固化装置，其特征在于，所述舱体外壁、所述舱体内壁和所述中空立柱均设置为纤维编织结构，所述舱体外壁的外表面和所述舱体内壁的内表面均铺贴有密封层。6.根据权利要求1所述的用于太空舱的无机固化装置，其特征在于，所述无机粉末材料中的气体为空气或者惰性气体。7.根据权利要求1所述的用于太空舱的无机固化装置，其特征在于，所述加热薄膜的工作温度范围为35℃
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80℃。8.根据权利要求1
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7任一项所述的用于太空舱的无机固化装置，其特征在于，所述气体控制模块还与所述舱体外壁连接，所述气体控制模块控制所述储气罐为所述舱壁腔体单向供气；所述排气组件的出气口端连接有抽真空组件。9.根据权利要求8所...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑会龙，康振亚，张谭，张晓武，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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