CN108773502B - 基于圆柱面或圆锥面螺旋线的可在轨展开遮光罩 - Google Patents

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Abstract

一种基于圆柱面或圆锥面螺旋线的可在轨展开遮光罩，属于外层空间遮光技术领域，解决了外层空间的遮光问题，它包含由圆柱面或圆锥面遮光罩和半球壳组合罩连接构成一端开放的罩体，圆柱面遮光罩和半球壳组合罩为单层防护薄膜结构或双层防护薄膜结构；圆柱面遮光罩内的支撑骨架由分别设置在设置在两端的两个充气圆环和连通两个充气圆环的充气螺旋构成；半球壳组合罩是多瓣组合结构，每瓣半球壳组合罩均与圆柱面遮光罩连接，每瓣半球壳组合罩内的支撑骨架分别为一根Z型充气管，并且Z型充气管随半球壳组合罩的曲面弯曲设置，全部Z型充气管均与相近的一个充气圆环连通；本发明用于外层空间遮光。

Description

基于圆柱面或圆锥面螺旋线的可在轨展开遮光罩
技术领域
本发明属于外层空间遮光技术领域，具体涉及一种基于圆柱面或圆锥面螺旋线的可在轨展开遮光罩。
背景技术
如今人们越来越积极地开发利用外层空间，针对空间补给燃料储罐或空间望远镜等设备需要在轨遮挡太阳光的辐照，如空间液氢燃料储罐，沸点为-253℃，无遮光罩时，太阳直射6h挥发量约为20％，所以为了有效开发利用外层空间，需要解决外层空间的遮光问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决外层空间的遮光问题，提供了一种基于圆柱面或圆锥面螺旋线的可在轨展开遮光罩，其技术方案如下：
一种基于圆柱面或圆锥面螺旋线的可在轨展开遮光罩，它包含由圆柱面或圆锥面遮光罩和半球壳组合罩连接构成一端开放的罩体，圆柱面遮光罩和半球壳组合罩为单层防护薄膜结构或双层防护薄膜结构，单层防护薄膜结构的圆柱面遮光罩和半球壳组合罩在其内侧或外侧设置有充气展开式支撑骨架，双层防护薄膜结构的圆柱面遮光罩和半球壳组合罩在其双层防护薄膜夹层内设置有充气展开式支撑骨架，支撑骨架与防护薄膜粘接；圆柱面遮光罩内的支撑骨架由分别设置在设置在两端的两个充气圆环和连通两个充气圆环的充气螺旋构成；半球壳组合罩是多瓣组合结构，每瓣半球壳组合罩均与圆柱面遮光罩连接，每瓣半球壳组合罩内的支撑骨架分别为一根Z型充气管，并且Z型充气管随半球壳组合罩的曲面弯曲设置，全部Z型充气管均与相近的一个充气圆环连通，位于所述罩体的开放端的充气圆环与高压气瓶连接，由高压气瓶提供全部支撑骨架的气源。
本发明的有益效果为：位于所述罩体的开放端的充气圆环连接到飞行器上，在轨前遮光罩整体可以折叠收拢并紧装固定于飞行器上；高压气瓶及充气控制系统由飞行器运载，在轨后可解除压紧装置，弹出折叠结构，逐步充气展开支撑骨架，支撑骨架撑开罩体，最后半球壳组合罩各瓣合拢，实现对飞行器的向阳侧进行三维遮挡；背阴面没有太阳直射，所以可以不遮，如果需要整体遮光，可以使用两个遮光罩或在圆柱面遮光罩的两端均设置半球壳组合罩；本发明的主体是圆柱面遮光罩和充气螺旋支撑骨架，具有折叠体积小，重量轻，便于运载，展开速度快，成本低等优点，燃料储罐采用遮光罩后可降低到每天小于１％的挥发量。
附图说明：
图1是本发明的展开状态示意图；
图2是半球壳组合罩为四瓣组合结构的示意图；
图3是本发明在飞行器上的使用状态示意图；
图4是遮光罩的收拢状态示意图；
图5是支撑骨架与防护薄膜通过帘布粘接的示意图。
具体实施方式：
参照图1至图5，一种基于圆柱面或圆锥面螺旋线的可在轨展开遮光罩，它包含由圆柱面或圆锥面遮光罩1和半球壳组合罩2连接构成一端开放的罩体，圆柱面遮光罩1和半球壳组合罩2为单层防护薄膜结构或双层防护薄膜结构，单层防护薄膜结构的圆柱面遮光罩1和半球壳组合罩2在其内侧或外侧设置有充气展开式支撑骨架，双层防护薄膜结构的圆柱面遮光罩1和半球壳组合罩2在其双层防护薄膜夹层内设置有充气展开式支撑骨架，支撑骨架与防护薄膜粘接；圆柱面遮光罩1内的支撑骨架由分别设置在设置在两端的两个充气圆环3和连通两个充气圆环3的充气螺旋4构成；半球壳组合罩2是多瓣组合结构，每瓣半球壳组合罩2均与圆柱面遮光罩1连接，每瓣半球壳组合罩2内的支撑骨架分别为一根Z型充气管5，并且Z型充气管5随半球壳组合罩2的曲面弯曲设置，全部Z型充气管5均与相近的一个充气圆环3连通，位于所述罩体的开放端的充气圆环3与高压气瓶6连接，由高压气瓶6提供全部支撑骨架的气源。
具体实施方式一：支撑骨架与所述防护薄膜通过帘布1-1等粘接。
具体实施方式二：充气螺旋4满足方程：x=rcos(α)，y=rsin(α)，z=tα/((2)π)，且t=h·1/n，h/d≥n≥1，式中r为充气螺旋4的半径，t为充气螺旋4的螺距，α为充气螺旋4的角度，h为圆柱面遮光罩1的高度， n为正整数， d为充气螺旋4的圆截面直径。
具体实施方式三：半球壳组合罩2为相等的四瓣或四瓣以上的组合结构，收拢时每瓣分别采用Z形折叠方法折叠，使用时逐步展开到位，并闭合为半球面；其内部Z型充气管5可延伸至球顶。
具体实施方式四：在位于所述罩体的开放端的充气圆环3内侧设置一个环形舱7，罩体折叠后收于环形舱7内，在环形舱7的开口处设置自动舱门9，用于压紧折叠后的罩体，在环形舱7的底部设置有弹簧8，自动舱门9打开后弹簧8将罩体推出，之后充气展开；位于所述罩体的开放端的充气圆环3与自动舱门9固定连接，由打开的自动舱门9支撑展开的遮光罩。
具体实施方式五：所述双层防护薄膜结构的外层薄膜采用聚酰亚胺薄膜两面镀铝；内层薄膜采用Teflon薄膜，Teflon即特氟龙，一面镀银，另一面镀锗，能进行太阳光的第一次和第二次反射，从而减少对空间物体的日照；单层防护薄膜结构采用聚酰亚胺薄膜两面镀铝。
遮光罩折叠方法如下：先将半球壳组合罩2的每瓣分别Z形折叠，再把两个充气圆环的充气螺旋压扁，把圆柱面遮光罩1沿轴向折叠成圆环形，再沿径向进行星形折叠并进行向心折叠，收拢在舱内压紧。

Claims (7)

1.一种基于圆柱面螺旋线的可在轨展开遮光罩，其特征在于它包含圆柱面遮光罩（1）和半球壳组合罩(2)连接构成一端开放的罩体，或在圆柱面遮光罩（1）的两端均设置半球壳组合罩（2）；圆柱面遮光罩(1)和半球壳组合罩(2)为单层防护薄膜结构或双层防护薄膜结构，单层防护薄膜结构的圆柱面遮光罩(1)和半球壳组合罩(2)在其内侧或外侧设置有充气展开式支撑骨架，双层防护薄膜结构的圆柱面遮光罩(1)和半球壳组合罩(2)在其双层防护薄膜夹层内设置有充气展开式支撑骨架，支撑骨架与防护薄膜粘接；圆柱面遮光罩(1)内的支撑骨架由分别设置在两端的两个充气圆环(3)和连通两个充气圆环(3)的充气螺旋(4)构成；半球壳组合罩(2)是多瓣组合结构，每瓣半球壳组合罩(2)均与圆柱面遮光罩(1)连接，每瓣半球壳组合罩(2)内的支撑骨架分别为一根Z型充气管(5)，并且Z型充气管(5)随半球壳组合罩(2)的曲面弯曲设置，全部Z型充气管(5)均与相近的一个充气圆环(3)连通；充气螺旋(4)满足方程：x=rcos(α)，y=rsin(α)，z=tα/(2π)，且t=h·1/n，h/d≥n≥1，式中r为充气螺旋(4)的半径，t为充气螺旋(4)的螺距，α为充气螺旋(4)的角度，h为圆柱面遮光罩(1)的高度，n为正整数，d为充气螺旋(4)的圆截面直径。
2.如权利要求1所述一种基于圆柱面螺旋线的可在轨展开遮光罩，其特征在于支撑骨架与所述防护薄膜通过帘布(1-1 )粘接。
3.如权利要求1所述一种基于圆柱面螺旋线的可在轨展开遮光罩，其特征在于位于所述罩体的开放端的充气圆环(3)与高压气瓶(6)连接。
4.如权利要求1所述一种基于圆柱面螺旋线的可在轨展开遮光罩，其特征在于半球壳组合罩(2)为相等的四瓣或四瓣以上的组合结构。
5.如权利要求1所述一种基于圆柱面螺旋线的可在轨展开遮光罩，其特征在于在位于所述罩体的开放端的充气圆环(3)内侧设置一个环形舱(7)，在环形舱(7)的开口处设置自动舱门(9)，在环形舱(7)的底部设置有弹簧(8)；位于所述罩体的开放端的充气圆环(3)与自动舱门(9)固定连接。
6.如权利要求1所述一种基于圆柱面螺旋线的可在轨展开遮光罩，其特征在于所述双层防护薄膜结构的外层薄膜采用聚酰亚胺薄膜两面镀铝；内层薄膜采用Teflon薄膜，一面镀银，另一面镀锗。
7.如权利要求1所述一种基于圆柱面螺旋线的可在轨展开遮光罩，其特征在于单层防护薄膜结构采用聚酰亚胺薄膜两面镀铝。
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