專利名稱：免防熱可控減速傘的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬返回式航天器返回技術領域。涉及返回式航天器的返回過程。
背景技術：
目前，所有返回式航天器在返回地球大氣層的過程中，都會由于速度過高和大氣 發(fā)生強烈摩擦，而產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 器的結構質量、技術難度和制造發(fā)射成本。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種能使返回式航天器在返回大氣層的過程中，不產生高溫 高熱氣流的相關裝置——免防熱可控減速傘。為了達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是在返回式航天器尾部，安裝一個可以隨 時控制傘口開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傘機構、收放口機構組成。開傘機構由結構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。收放口機構由固定在傘邊密封夾層氣囊外側的穿繩小環(huán)、傘口收放繩、遙控微型 電動繞線器組成。每個穿繩小環(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成反比關系。也就是說，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。又據常識知道(沒有找到溫度和速度的關系式)，在 空氣密度相同的情況下，速度越低和空氣摩擦產生的熱量就越少；產生的溫度就越低。由 于航天器的耐熱溫度比可控減速傘高的多，因此，當可控減速傘的有效面積增大到和空氣 摩擦產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的防熱系 統(tǒng)，也能正常無損地穿過大氣層。這就是免防熱可控減速傘的工作原理。根據免防熱可控減速傘的工作原理可知，返回式航天器只要應用免防熱可控減速 傘，就能在再入大氣層的過程中，不產生高溫高熱氣流，因此，通常返回式航天器應用了本 免防熱可控減速傘后，就可以把以往專門用于防熱的那部分結構質量，改為有效載荷(防 熱結構質量大約是返回式航天器質量的12% -20% )。這就大大提高了返回式航天器的有 效運載能力。取消專用防熱系統(tǒng)還能使返回式航天器的結構簡化，進一步降低設計制造難 度，和制造發(fā)射成本。由于使用本發(fā)明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)境得到了實質性的改善；使再入的安全性和可靠性大大提聞。由于本發(fā)明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，因而使 返回式航天器的返回航程和返回時間大為縮短。由于本發(fā)明的免防熱可控減速傘，對返回式航天器具有很強的減速作用，因而使 返回式航天器完成減速過程的高度，比通常再入方式高得多，因此，又使返回式航天器的縱 橫向機動能力大為增加，尤其是有翼返回式航天器更為顯著。
具體實施例方式可控減速傘由減速傘和開傘機構、收放口機構組成。開傘機構由結構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。收放口機構由固定在傘邊密封夾層氣囊外側的一圈穿繩小環(huán),和傘口收放繩、遙 控微型電動繞線器組成。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，一端固定在傘邊上，另一端固定在遙控微型電動繞線器的繞線軸上。遙控微型電動 繞線器固定在傘邊上。當應用免防熱可控減速傘的彈道返回式航天器離軌后，及時將免防熱可控減速傘 拋出，打開遙控氣閥，讓貯氣罐中的壓縮氣體經減壓穩(wěn)壓器、輸氣軟管進入結構在可控減速 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，使可控減速傘隨時處于開 口迎風狀態(tài)，只要空氣密度稍有增加，就可以進入工作狀態(tài)。當可控減速傘脹滿進入工作 狀態(tài)后，把夾層氣囊中的氣放掉，恢復無氣狀態(tài)，以使可控減速傘在收口時沒有阻礙。由于 彈道返回式航天器不能產生升力，所以只能用控制傘口開度大小的方式來調節(jié)迎流面溫度 (即駐點溫度)和制動過載值的大小。在再入大氣層的過程中，要密切注視迎流面溫度表和 加速度表的變化。當溫度低于規(guī)定值而制動過載又較大時，操作遙控微型電動繞線器，適當 收線，將傘口開度減小些，當溫度達到規(guī)定值時就要操作搖控微型電動繞線器放線將傘口 適當開大些；嚴禁使迎流面溫度超過規(guī)定值。如果迎流面溫度和制動過載有沖突，首先要保 證迎流面溫度不超限。當彈道式航天器下降到亞聲速狀態(tài)時，使用收放口機構把下降速度控制在100M/S 左右；下降到距地面4KM的高度時，把可控減速傘的傘口開到最大，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程中能夠產生足夠的升力來調節(jié)返回 軌道的高度，因此，在應用免防熱可控減速傘的再入溫度調節(jié)方式和應用免防熱可控減速 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° )，及時將可控減速傘拋出，打開搖控氣閥讓貯氣罐中的壓縮氣體，經減壓穩(wěn)壓器、輸氣 軟管進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 進入工作狀態(tài)后，把氣囊中的氣放掉，恢復無氣狀態(tài)。密切注視迎流面溫度表和加速度表的變 化。當迎流面溫度升高到規(guī)定值時，操作有翼返回式航天器的氣動力舵或反作用裝置立刻使 有翼返回式航天器進入平飛狀態(tài)；當迎流面溫度開始下降時，再使有翼返回式航天器進入能 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，收回可控減速傘，進入常規(guī)返回程序，在指定的機場水平著陸。
權利要求
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，由減速傘和開傘機構、收放口機構組成；其特征在于，減速傘的傘邊處裝有開傘機構和收放口機構。
2.根據權利要求I所述的免防熱可控減速傘裝置，其特征在于開傘機構有結構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.根據權利要求I所述的免防熱可控減速傘裝置，其特征在于收放口機構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繞線器組成；傘口收放繩從小環(huán)的中央穿過，一端固定在傘邊上，另一端固定在遙控微型電動繞線器的繞線軸上；遙控微型電動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程。本發(fā)明的免防熱可控減速傘由減速傘和開傘機構、收放口機構組成。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降低再入速度和再入溫度，從而實現(xiàn)免防熱再入的目的。
文檔編號B64G1/62GK102658872SQ20121012246
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月25日 優(yōu)先權日2012年4月25日
發(fā)明者高榮江 申請人:高榮江