CN108639382B - 对开式小型载人月面着陆器密封舱 - Google Patents

对开式小型载人月面着陆器密封舱 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种对开式小型载人月面着陆器密封舱，所述对开式小型载人月面着陆器密封舱包括顺序连接的对接机构、通道和主舱体，以及支承在所述主舱体上的舷窗，所述舷窗包括第一舷窗部分和第二舷窗部分，所述第一舷窗部分可沿远离所述第二舷窗部分的方向打开，所述第二舷窗部分可沿远离所述第一舷窗部分的方向打开。本发明的对开式小型载人月面着陆器密封舱，舷窗具有可对开的第一舷窗部分和第二舷窗部分，使得舷窗可兼做密封舱舱门，节省了现有技术中密封舱舱门的空间占用，使得密封舱结构更为紧凑、重量更轻。

Description

对开式小型载人月面着陆器密封舱
技术领域
本发明涉及载人空间探测飞行器系统技术领域，尤其涉及一种对开式小型载人月面着陆器密封舱。
背景技术
月球探测一直是世界各国空间技术研究和开发的竞争热点，近期论证月球探任务的人数和停留天数均有不同提升，任务目标的全面提升会使得运载火箭能力、飞行器系统规格以及任务实施过程复杂程度显著增加。若考虑基于深空轨道空间站或者载人月球基地的任务要求，以及一次发射多次重复登月的任务目标。可以借助在轨系统灵活分担载人月面着陆起飞的任务规模，通过在轨推进剂加注、月面辅助发射、多次往返等措施降低月面着陆起飞规模，建立小规模的载人月面着陆起飞快速运输体系，用以实现小规模月面探测或应急求援的任务目的。
密封舱是为在月面探测飞行过程中为航天员提供的密封停留空间，在落月和起飞阶段为航天员提供清晰和广阔的观察视角，在进、出舱阶段为航天员提供往返密封舱和月面间的通道。密封舱作为探测飞行器的一部分，减轻密封舱的重量，可以节省材料，有利于降低落月过程和起飞过程中对于速度增量的需求，此外还有利于降低对发射运载火箭的需求。因此，密封舱的小型化，轻量化一直是本领域技术人员的研究方向。
发明内容
本发明的目的在于解决上述技术问题，提供一种轻量化、结构紧凑的对开式小型载人月面着陆器密封舱。
为实现上述目的，本发明提供一种对开式小型载人月面着陆器密封舱，
包括：
顺序连接的对接机构、通道和主舱体，以及支承在所述主舱体上的舷窗，所述舷窗包括第一舷窗部分和第二舷窗部分，所述第一舷窗部分可沿远离所述第二舷窗部分的方向打开，所述第二舷窗部分可沿远离所述第一舷窗部分的方向打开。
根据本发明的一个方面，所述第二舷窗部分设有舷梯，所述第二舷窗部分为关闭状态时所述舷梯与第二舷窗部分垂直地紧靠在所述主舱体的内壁。
根据本发明的一个方面，所述第二舷窗部分设有舷梯，所述舷梯与所述第二舷窗部分为铰连接，所述舷梯可由与所述第二舷窗部分呈垂直状态翻转为平铺在所述第二舷窗部分上。
根据本发明的一个方面，所述第二舷窗部分的高度高于所述舷梯的高度。
根据本发明的一个方面，所述舷窗的总透光面积为3.8m2。
根据本发明的一个方面，所述舷窗由有机玻璃材料制成。
根据本发明的一个方面，所述主舱体包括座舱和分别设置在所述座舱两侧和底部的侧面设备舱与底部设备舱。
根据本发明的一个方面，所述主舱体为壁板式结构。
本发明的对开式小型载人月面着陆器密封舱，第一舷窗部分和第二舷窗部分具有对开功能，第一舷窗部分可以向远离第二舷窗部分的方向打开，第二舷窗部分可以向远离第一舷窗部分的方向打开。第一舷窗部分开启时向上打开，第二舷窗部分开启时向下打开。如此设置使得本发明的舷窗兼具密封舱舱门的功能，相对于现有技术来说，本发明的密封舱不需要在单独设置密封舱舱门，使得本发明的密封舱结构更为紧凑、重量更轻。
本发明的对开式小型载人月面着陆器密封舱，第二舷窗部分向下打开时，舷梯跟随第二舷窗部分一同向下展开，第二舷窗部分打开到预定位置后，将舷梯进行翻转，由与第二舷窗部分为垂直状态翻转为与第二舷窗部分呈平行状态，平铺支承在第二舷窗部分上，形成一个通向月球表面的通道，航天员经舷梯到达月球表面，完成出舱探测活动。如此设置，使得本发明的着陆器不用单独设置出舱通道，使得本发明的着陆器的结构更为紧凑，减小了着陆器的总体重量。
本发明的对开式小型载人月面着陆器密封舱，舷窗支承在主舱体上，舷窗采用有机玻璃材料制成，总透光面积为3.8m2，使得航天员能够有足够广阔的观察视野，航天员可以通过舷窗在本发明的着陆器着陆和起飞上升的过程中对着陆点和待对接航天器进行目视观察，有利于探测任务的顺利进行。
本发明的对开式小型载人月面着陆器密封舱，主舱体为壁板式结构，相比于现有技术中使用的蒙皮加筋结构而言，壁板式结构承受的内压力、外压力、整体刚度和稳定性均有极大的提升，同时规避了加筋和蒙皮的焊接工艺，在力学性能、结构效率、抗疲劳寿命和可靠性上都具有很大的优势，可以满足多次往返月球表面的飞行任务要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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发明的一些实施例，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获得其他的附图。
图1是示意性表示根据本发明的对开式小型载人月面着陆器密封舱的机构组成图；
图2是示意性表示根据本发明的对开式小型载人月面着陆器密封舱的结构组成图；
图3是示意性表示根据本发明的对开式小型载人月面着陆器密封舱的结构组成图；
图4是示意性表示根据本发明的对开式小型载人月面着陆器密封舱舷窗开启状态示图；
图5是示意性表示根据本发明的对开式小型载人月面着陆器密封舱的第二舷窗部分开启示图；
图6是示意性表示根据本发明的对开式小型载人月面着陆器密封舱的第一舷窗部分开启示图；
图7是示意性表示根据本发明的对开式小型载人月面着陆器密封舱的舷梯翻转示图。
具体实施方式
此说明书实施方式的描述应与相应的附图相结合，附图应作为完整的说明书的一部分。在附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，附图中各结构的部分将以分别描述进行说明，值得注意的是，图中未示出或未通过文字进行说明的元件，为所属技术领域中的普通技术人员所知的形式。
此处实施例的描述，有关方向和方位的任何参考，均仅是为了便于描述，而不能理解为对本发明保护范围的任何限制。以下对于优选实施方式的说明会涉及到特征的组合，这些特征可能独立存在或者组合存在，本发明并不特别地限定于优选的实施方式。本发明的范围由权利要求书所界定。
图1、图2、图3是示意性表示在不同视角下本发明的对开式小型载人月面着陆器密封舱的示意图。结合图1、图2和图3所示，本发明的对开式小型载人月面着陆器密封舱包括对接结构1、通道2、主舱体3和舷窗4。对接结构1、通道2与主舱体3顺序连接，对接机构1可以与载人飞船、空间站等探测飞行器进行对接，本发明的密封舱与载人飞船对接后，航天员可以通过通道2进入密封舱中，或者从密封舱中进入载人飞船。
在本实施方式中，主舱体3包括座舱31、侧面设备舱32和底部设备舱33。侧面设备舱32设置在座舱31的两侧，底部设备舱33设置在座舱31的底部。在本实施方式中，主舱体3为壁板式结构，相比于现有技术中使用的蒙皮加筋结构而言，壁板式结构承受的内压力、外压力、整体刚度和稳定性均有极大的提升，同时规避了加筋和蒙皮的焊接工艺，在力学性能、结构效率、抗疲劳寿命和可靠性上都具有很大的优势，可以满足多次往返月球表面的飞行任务要求。
本发明的舷窗4支承在主舱体3上，在本实施方式中，舷窗4采用有机玻璃材料制成，总透光面积为3.8m2，使得航天员能够有足够广阔的观察视野，航天员可以通过舷窗4在本发明的着陆器着陆和起飞上升的过程中对着陆点和待对接航天器进行目视观察，有利于探测任务的顺利进行。
本发明的舷窗4包括第一舷窗部分41和第二舷窗部分42。在本实施方式中，第一舷窗部分41位于上方，第二舷窗部分42位于下方。在本发明的着陆器着陆至月球表面和从月球表面起飞上升的过程中，第一舷窗部分41和第二舷窗部分42支承在主舱体3上，为关闭状态。当本发明的着陆器降至月球表面后，第一舷窗部分41和第二舷窗部分42可以打开。本发明的第一舷窗部分41和第二舷窗部分42具有对开功能，第一舷窗部分41可以向远离第二舷窗部分42的方向打开，第二舷窗部分42可以向远离第一舷窗部分41的方向打开。如图4所示，在本实施方式中，第一舷窗部分41开启时向上打开，第二舷窗部分42开启时向下打开。如此设置使得本发明的舷窗4兼具密封舱舱门的功能，相对于现有技术来说，本发明的密封舱不需要在单独设置密封舱舱门，使得本发明的密封舱结构更为紧凑、重量更轻。
图5-图7示意性表示根据本发明的舷窗和舷梯的展开过程。如图所示，本发明的第二舷窗部分42上设置舷梯5。在本发明的着陆器下降至月球表面和从月球表面起飞上升的过程中，舷梯5与第二舷窗部分42呈垂直状态，在此过程中，第二舷窗部分42处于关闭状态，舷梯5与第二舷窗部分42垂直的位于座舱31的内壁处，如此使得在飞行过程中，舷梯不会影响航天员的正常活动，也不会对舷窗4造成遮挡，影响航天员的观察。当本发明的着陆器着陆到月球表面之后，第二舷窗部分42向下打开时，舷梯5跟随第二舷窗部分42一同向下展开，第二舷窗部分42打开到预定位置后，将舷梯5进行翻转，由与第二舷窗部分42为垂直状态翻转为与第二舷窗部分42呈平行状态，平铺支承在第二舷窗部分42上，形成一个通向月球表面的通道，航天员经舷梯5到达月球表面，完成出舱探测活动。如此设置，使得本发明的着陆器不用单独设置出舱通道，使得本发明的着陆器的结构更为紧凑，减小了着陆器的总体重量。此外，在本实施方式中，第二舷窗部分42的高度高于舷梯5的高度，也即第二舷窗部分42打开后，舷梯5翻转平铺在第二舷窗部分42上，舷梯5的长度小于第二舷窗部分42的展开长度，如此能够保证舷梯5能够完全支承在第二舷部分42上，保证呈舷梯5的平稳性。
利用本发明的对开式小型载人月面着陆器密封舱的着陆器完成月面探测并返回的过程如下：
航天员位于飞行在环月轨道上的载人飞行器上，着陆器通过对接结构1与载人飞行器对接随载人飞行器在环月轨道上飞行，航天员通过通道2进入到座舱31中，航天员在座舱中进行操作，使着陆器与载人飞行器分离下降至月球表面，平稳着陆月球表面后，航天员打开舷窗4，如图5所示，按箭头所示方向先打开第二舷窗部分42，此时舷梯5与第二舷窗部分42呈垂直状态跟随第二舷窗部分42一同展开。然后如图6所示，按箭头所述方形打开第一舷窗部分41，最终按图7中箭头所示方向翻转舷梯5，航天员经过舷梯5到达月球表面，进行探测活动。探测活动结束后，航天员经舷梯5进入座舱31中，通过操作使舷梯5由平铺在第二舷窗部分42上的状态翻转为与第二舷窗部分42垂直的状态。然后关闭第一舷窗部分41和第二舷窗部分42。之后航天员通过舱内操作使着陆器起飞上升至环月轨道，通过对接机构1与载人飞行器对接，航天员由着陆器回到载人飞行器上。
本发明的载人月明着陆器密封舱可以为多种短期飞行任务中航天员提供密封停留空间，能够提供3m3的密封空间，可容纳一名航天员，月面支持能力1天，在满足航天员所需空间和探测需求的同时，大大减轻了重量，结构更为紧凑，提高了空间利用率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种对开式小型载人月面着陆器密封舱，包括顺序连接的对接机构、通道和主舱体，以及支承在所述主舱体上的舷窗，其特征在于，所述舷窗包括第一舷窗部分和第二舷窗部分，所述第一舷窗部分可沿远离所述第二舷窗部分的方向打开，所述第二舷窗部分可沿远离所述第一舷窗部分的方向打开；
所述第二舷窗部分设有舷梯，所述舷梯与所述第二舷窗部分为铰连接，所述舷梯可由与所述第二舷窗部分呈垂直状态翻转为平铺在所述第二舷窗部分上。
2.根据权利要求1所述的对开式小型载人月面着陆器密封舱，其特征在于，所述第二舷窗部分为关闭状态时所述舷梯与第二舷窗部分垂直地紧靠在所述主舱体的内壁。
3.根据权利要求1所述的对开式小型载人月面着陆器密封舱，其特征在于，所述第二舷窗部分的高度高于所述舷梯的高度。
4.根据权利要求1所述的对开式小型载人月面着陆器密封舱，其特征在于，所述舷窗的总透光面积为3.8m2。
5.根据权利要求1所述的对开式小型载人月面着陆器密封舱，其特征在于，所述舷窗由有机玻璃材料制成。
6.根据权利要求1所述的对开式小型载人月面着陆器密封舱，其特征在于，所述主舱体包括座舱和分别设置在所述座舱两侧和底部的侧面设备舱与底部设备舱。
7.根据权利要求1所述的对开式小型载人月面着陆器密封舱，其特征在于，所述主舱体为壁板式结构。
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