專利名稱：一種引射增穩的充氣減速傘的制作方法
技術領域：
本發明涉及現代航空航天領域，具體是一種使用引射增穩的充氣減速傘。
背景技術：
傳統再入返回系統的減速傘裝置通常由穩定傘，引導傘，主傘以及儲傘開傘機構組成。其中主傘一般采用環帆型，直徑在20m左右。從現在可檢索到的較為成熟的技術看，對于傳統大型傘的開傘拉直過程中，由于上下部存在較大的速度差，拉直結束瞬時，可能會導致傘衣頂部出現劇烈的甩動，造成傘衣破損或者纏繞，嚴重時甚至會導致降落傘失效。另一方面，傳統降落傘使用被動充氣方式開傘，對開傘高度、開傘動壓等都有一系列的要求。此外，穩定傘、引導傘、主傘，甚至有時還需要多具主傘，如此復雜的結構降低了再入返回系統的可靠性。 近幾年，世界各航天大國熱衷于充氣式再入飛行器的研究，例如俄羅斯和歐空局的IRDT (充氣式再入飛行器)，美國航空航天局的IRVE (可充氣再入飛行器試驗)。此種技術將再入返回艙制成圓柱形，在其前端固接倒錐形充氣罩，當返回艙再入大氣層時打開充氣罩，可以起到防熱和減速的作用。充氣式再入飛行器相較于傳統再入返回系統具有質量輕、包裝體積小等優點。然而，單獨使用此種充氣式再入飛行器會因為氣動熱載荷過大，而對材料要求過高的問題。目前，有關輕質柔性高強度且耐高溫材料的研發緩慢，是阻礙可充氣再入飛行器進入實用階段的主要原因。此外，根據目前數值方法研究表明倒錐形可充氣再入飛行器，還將面臨進入大氣層過渡區域的穩定性問題。這會對結構產生不利的載荷，并增加降落地點預測的難度。
發明內容
為降低倒錐形可充氣再入飛行器對材料性能的過分要求，并且緩解再入途中的穩定性問題，本發明提出一種引射增穩的充氣減速傘。本發明包括環形氣囊、傘面、頂孔加強框、環形止裂帶、加強帶、牽引繩、充氣閥門、充氣管和返回艙。所述的充氣減速傘的傘面為錐球面。所述傘面的中心有頂孔。環形氣囊的外圓表面與傘面的外緣連接。所述的環形氣囊的橫截面為圓形，該環形氣囊的直徑與傘面的投影直徑的比例為I :30。在傘面的頂部粘結固定有圓形的頂孔加強框，并且該頂孔加強框的中心與傘面的中心重合。各牽引繩的一端固定在環形氣囊的外圓表面上，各牽引繩的另一端與返回艙固定連接。壓縮氣罐固定在返回艙內。分氣管固定在返回艙內，并位于壓縮氣罐出氣口端。在該分氣管上均勻分布有多個出氣口。多個充氣管的一端分別與所述分氣管上的出氣口連通，多個充氣管的另一端分別與均勻分布在環形氣囊圓周上的各充氣口連通。所述充氣管粘附在牽引繩上。在各連接頂孔加強框的上框和下框的緊固螺栓上安放有螺栓防護蓋。所述的頂孔加強框包括上框和下框。傘面夾在所述上框和下框之間，并將所述的上框和下框固連。在所述上框的圓環表面的中部有向該上框的上表面凸出的卡槽，在所述下框的圓環表面的中部亦有向該下框上表面凸出的卡槽。上框上的卡槽與下框上的卡槽相互嵌合。所述卡槽在所處上框或下框表面的凸出部分為弧形。所述的分氣管為環形管，并且在該分氣管上均布有多個出氣口和一個與壓縮氣罐的出氣口連接的進氣口。在傘面上沿該傘面的周向，自該傘面的中心至該傘面的外緣處，依次分布有多條不同直徑的環形止裂帶。在傘面上沿該傘面的徑向，自該傘面的中心至該傘面的外緣處，固定有多條加強帶。該加強帶的一端與位于所述傘面中心的頂孔加強框固定連接，該加強帶的另一端固定在環形氣囊上。如圖7為充氣降落傘再入過程速度和阻力重力比隨高度變化的估算曲線，算例初始條件為總重3600kg，初始高度150km，初始速度7819m/s，入射角0°。本算例算法基于流體微元碰撞的阻力模型，使用經典四階龍格庫塔方法離散運動方程所得。由圖可見再入過程從高度IOOkm開始，阻力開始快速增加，速度開始急劇減小，實現了從大氣過渡區域開始提供有效阻力的目的，表I列出了返回艙再入過程各高度對應的參數。表I返回艙再入過程各高度對應的參數
權利要求
1.一種引射增穩的充氣減速傘，其特征在于，包括環形氣囊、傘面、頂孔加強框、環形止裂帶、加強帶、牽引繩、充氣閥門、充氣管和返回艙；所述的充氣減速傘的傘面為錐球面；所述傘面的中心有頂孔；環形氣囊的外圓表面與傘面的外緣連接；所述的環形氣囊的橫截面為圓形，該環形氣囊的直徑與傘面的投影直徑的比例為I :30 ;在傘面的頂部粘結固定有圓形的頂孔加強框，并且該頂孔加強框的中心與傘面的中心重合；各牽引繩的一端固定在環形氣囊的外圓表面上，各牽引繩的另一端與返回艙固定連接； 壓縮氣罐固定在返回艙內；分氣管固定在返回艙內，并位于壓縮氣罐出氣口端；在該分氣管上均勻分布有多個出氣口 ；多個充氣管的一端分別與所述分氣管上的出氣口連通，多個充氣管的另一端分別與均勻分布在環形氣囊圓周上的各充氣口連通；所述充氣管粘附在牽引繩上； 在各連接頂孔加強框的上框和下框的緊固螺栓上安放有螺栓防護蓋。
2.如權利要求I所述一種引射增穩的充氣減速傘，其特征在于，所述的頂孔加強框包括上框和下框；傘面夾在所述上框和下框之間，并將所述的上框和下框固連；在所述上框的圓環表面的中部有向該上框的上表面凸出的卡槽，在所述下框的圓環表面的中部亦有向該下框上表面凸出的卡槽；上框上的卡槽與下框上的卡槽相互嵌合。
3.如權利要求I所述一種引射增穩的充氣減速傘，其特征在于，所述的分氣管為環形管，并且在該分氣管上均布有多個出氣口和一個與壓縮氣罐的出氣口連接的進氣口。
4.如權利要求I所述一種引射增穩的充氣減速傘，其特征在于，在傘面上沿該傘面的周向，自該傘面的中心至該傘面的外緣處，依次分布有多條不同直徑的環形止裂帶。
5.如權利要求I所述一種引射增穩的充氣減速傘，其特征在于，在傘面上沿該傘面的徑向，自該傘面的中心至該傘面的外緣處，固定有多條加強帶；該加強帶的一端與位于所述傘面中心的頂孔加強框固定連接，該加強帶的另一端固定在環形氣囊上。
6.如權利要求2所述一種引射增穩的充氣減速傘，其特征在于，所述卡槽在所處上框或下框表面的凸出部分為弧形。
全文摘要
一種引射增穩的充氣減速傘，充氣減速傘傘面的中心有頂孔。環形氣囊的外圓表面與傘面的外緣連接。所述的環形氣囊的橫截面為圓形，該環形氣囊的直徑與傘面的投影直徑的比例為130。在傘面的頂部粘結固定有圓形的頂孔加強框，并且該頂孔加強框的中心與傘面的中心重合。各牽引繩的兩端分別與氣囊的外圓表面和返回艙固定連接。分氣管固定在返回艙內，分氣管上的多個充氣管的一端分別與所述分氣管上的出氣口連通，多個充氣管的另一端分別與均布在環形氣囊圓周上的各充氣口連通。充氣管粘附在牽引繩上。本發明能夠為倒錐形充氣再入飛行器提供額外阻力，減小進入稠密大氣層的速度，從而降低充氣罩的氣動熱載荷，并能夠增加倒錐形充氣再入飛行器的穩定性。
文檔編號B64G1/62GK102745347SQ201210189940
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月11日 優先權日2012年6月11日
發明者華如豪, 葉正寅, 呂廣亮, 張慶, 李偉杰 申請人:西北工業大學