CN106672263B - 一种地外有大气天体充气式无动力滑翔翼浮空器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地外有大气天体充气式无动力滑翔翼浮空器，包括气囊、着陆载荷、吊绳、测控数传系统、数管系统、热控系统和充气系统，所述气囊位于所述着陆载荷上方，通过所述吊绳与所述着陆载荷连接，到达预定着陆区域后二者分离，所述气囊表面黏贴有柔性薄膜太阳电池，所述气囊内安装有若干单机，所述充气系统包括充气管路、电磁阀和高压气瓶，所述高压气瓶通过充气管路与气囊相连，所述充气管路上安装有电磁阀。本发明通过气囊携带着陆载荷滑翔，可实现着陆载荷的定点投放，投放完毕后浮空器可开展漂浮探测，本发明可有效用于火星、金星等各类有大气天体漂浮探测任务中。

Description

一种地外有大气天体充气式无动力滑翔翼浮空器

技术领域

本发明涉及一种航空器件领域，具体是一种地外有大气天体充气式无动力滑翔翼浮空器。

背景技术

太阳系行星探测一直是国际深空探测的热点和重点，几十年来已先后实现了火星和金星的飞越、环绕、着陆探测，其中火星探测正朝着采样返回和载人登陆的方向发展。浮空气球探测是一种介于环绕探测与着陆探测之间新的探测形式，相对前者具有更高的观测精度，相对后者具有较大的观测范围。浮空探测权衡了观测精度和观测范围，适合对某一特定的科学目标进行短期观测。

目前俄罗斯已经实现了金星大气50km左右高度的浮空气球飘浮探测，而火星飘浮探测却由于火星大气密度低导致目前未有工程实现。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种新型的充气滑翔翼浮空飞行器，利用滑翔过程中产生的升力来弥补浮力的不足，实现更大质量载荷的浮空探测，同时还可实现精确定点投放任务，特别的，可用于火星漂浮探测任务中。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种地外有大气天体充气式无动力滑翔翼浮空器，包括气囊、着陆载荷、吊绳、测控数传系统、数管系统、热控系统和充气系统，所述气囊位于所述着陆载荷上方，通过所述吊绳与所述着陆载荷连接，到达预定着陆区域后二者分离，所述气囊表面黏贴有柔性薄膜太阳电池，所述气囊内安装有若干单机，所述充气系统包括充气管路、电磁阀和高压气瓶，所述高压气瓶通过充气管路与气囊相连，所述充气管路上安装有电磁阀，所述数管系统用于整个浮空器的数据管理；所述热控系统包括加热器和保温隔热材料组成，分布在浮空器的各个部位，用于充气展开后的温度控制；所述热防护系统是在充气展开前，浮空器仍然收拢在钝体减速壳内时，包覆在钝体减速壳外部的一层烧蚀防热材料，用于在大气层中飞行过程中气动加热的隔离与防护，通常与热控系统结合起来共同保证浮空器在各飞行阶段的温度；浮空器气囊与着陆载荷是通过吊绳连接，在吊绳上设置火工品切割器，可根据指令切断吊绳，实现分离；所述单机用于完成数据管理、测控数传、热控等功能，结构相对独立的设备，不同的单机通过电缆连接实现各种功能。

优选地，还包括一电源系统，电源系统采用锂离子蓄电池与柔性薄膜太阳电池片联合供电方式。

优选地，还包括一热防护系统，用于保护浮空器防止高速降落过程中与大气摩擦生热烧毁。

优选地，所述测控数传系统采用UHF国际通用频段，数据通过环绕器中继传回地球。

优选地，所述气囊采用复合材料，以尽量减轻质量。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

通过气囊携带着陆载荷滑翔，可实现着陆载荷的定点投放，投放完毕后浮空器可开展漂浮探测，本发明可有效用于火星、金星等各类有大气天体漂浮探测任务中。

附图说明

图1为本发明实施例一种地外有大气天体充气式无动力滑翔翼浮空器的主视图。

图2为图1的俯视图。

图3为本发明一种地外有大气天体充气式无动力滑翔翼浮空器的飞行示意图。

图4为本发明实施例一种地外有大气天体充气式无动力滑翔翼浮空器的系统组成图。

图5为本发明一种地外有大气天体充气式无动力滑翔翼浮空器的剖面图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1-图5所示，本发明实施例提供了一种地外有大气天体充气式无动力滑翔翼浮空器，包括气囊1、着陆载荷2、吊绳3、测控数传系统、数管系统、热控系统和充气系统，所述气囊1位于所述着陆载荷2上方，通过所述吊绳3与所述着陆载荷2连接，到达预定着陆区域后二者分离，实现着陆载荷的定点投放，投放完毕后浮空器开展漂浮探测；所述气囊1表面黏贴有柔性薄膜太阳电池4，所述气囊1内安装有若干单机5，所述充气系统包括充气管路、电磁阀和高压气瓶，所述高压气瓶通过充气管路与气囊相连，所述充气管路上安装有电磁阀，气囊受环境温度影响引起的气体压力和体积的变化可以通过充排气控制，所述数管系统用于整个浮空器的数据管理；所述热控系统包括加热器和保温隔热材料组成，分布在浮空器的各个部位，用于充气展开后的温度控制；所述热防护系统是在充气展开前，浮空器仍然收拢在钝体减速壳内时，包覆在钝体减速壳外部的一层烧蚀防热材料，用于在大气层中飞行过程中气动加热的隔离与防护，通常与热控系统结合起来共同保证浮空器在各飞行阶段的温度；浮空器气囊1与着陆载荷2是通过吊绳连接，在吊绳上设置火工品切割器，可根据指令切断吊绳，实现分离；所述单机用于完成数据管理、测控数传、热控等功能，结构相对独立的设备，不同的单机通过电缆连接实现各种功能。

还包括电源系统，电源系统采用锂离子蓄电池与体装柔性薄膜太阳电池片联合供电方式。

还包括热防护系统，用于保护浮空器防止高速降落过程中与大气摩擦生热烧毁。

所述测控数传系统采用UHF国际通用频段，数据通过环绕器中继传回地球。

所述气囊采用复合材料，以尽量减轻质量。

本具体实施气囊初始处于收拢状态，随探测器一起进入火星大气，经过气动减速、降落伞减速后，气囊充气展开，携带着陆载荷滑翔；气囊在滑翔过程中通过吊绳控制翼式气囊两侧构型，改变两侧的气动力，实现浮空器的转弯控制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (4)

1.一种地外有大气天体充气式无动力滑翔翼浮空器，其特征在于，包括气囊、着陆载荷、吊绳、测控数传系统、数管系统、热控系统和充气系统，所述气囊位于所述着陆载荷上方，通过所述吊绳与所述着陆载荷连接，到达预定着陆区域后二者分离，所述气囊表面黏贴有柔性薄膜太阳电池，所述气囊内安装有若干单机，所述充气系统包括充气管路、电磁阀和高压气瓶，所述高压气瓶通过充气管路与气囊相连，所述充气管路上安装有电磁阀；所述数管系统用于整个浮空器的数据管理；所述热控系统包括加热器和保温隔热材料组成，分布在浮空器的各个部位，用于充气展开后的温度控制；还包括一热防护系统，用于保护浮空器防止高速降落过程中与大气摩擦生热烧毁，所述热防护系统是在充气展开前，浮空器仍然收拢在钝体减速壳内时，包覆在钝体减速壳外部的一层烧蚀防热材料，用于在大气层中飞行过程中气动加热的隔离与防护；浮空器气囊与着陆载荷是通过吊绳连接，在吊绳上设置火工品切割器；所述单机用于完成数据管理、测控数传、热控功能。

2.如权利要求1所述的一种地外有大气天体充气式无动力滑翔翼浮空器，其特征在于，还包括一电源系统，电源系统采用锂离子蓄电池与柔性薄膜太阳电池片联合供电方式。

3.根据权利 要求1所述的一种地外有大气天体充气式无动力滑翔翼浮空器，其特征在于，所述测控数传系统采用UHF国际通用频段，数据通过环绕器中继传回地球。

4.根据权利 要求1所述的一种地外有大气天体充气式无动力滑翔翼浮空器，其特征在于，所述气囊采用复合材料，以尽量减轻质量。