CN110171582B - 航天器回收电磁阻尼装置 - Google Patents

Abstract

航天器回收电磁阻尼装置，涉及航天器回收领域。本发明是为了解决现有的较多采用的航天器回收装置是降落伞着陆系统，但其存在伞面直径大、重量大等缺点，而且存在占用航天器载荷资源的问题。定子为多个永磁盘，转子为多个导体盘，永磁盘与导体盘交替排列形成多层盘式结构，电磁阻尼器、钢索回绕电机的转子和钢索支架均穿过并同轴固定在转轴上，钢索缠绕在钢索支架上，安装板固定在支撑架顶端侧壁上，电磁阻尼器的多个永磁盘和钢索回绕电机的定子均固定在安装板上，回收网的网角连接钢索的首端。它用于回收航天器。

Description

航天器回收电磁阻尼装置

技术领域

本发明涉及用于回收航天器的一种电磁阻尼装置，属于航天器回收领域。

背景技术

航天器回收技术，是航天器脱离原来的运行轨道进入地球大气层并在地面安全着陆的技术。回收航天器属于航天器返回过程的最后阶段，即着陆阶段。航天器经专门减速装置减速后，以一定速度安全着陆称为软着陆，未经专门减速，直接撞地着陆称为硬着陆，回收装置是实现软着陆的重要手段，性能可靠的航天器回收装置对航天器安全着陆具有重要作用。

航天器的回收可以选择陆地降落或海面溅落，相应有陆上回收系统和海上回收系统。目前，较多采用的航天器回收装置是降落伞着陆系统，但其存在伞面直径大、重量大等缺点，而且为了避免失效故障等隐患，一般需要同时携带备用伞，占用航天器载荷资源。为此，如何设计一种能够充分利用地面空间、提供较大阻尼力、便于工程应用的航天器回收装置是目前面临的实际问题。

发明内容

本发明是为了解决现有的较多采用的航天器回收装置是降落伞着陆系统，但其存在伞面直径大、重量大等缺点，而且存在占用航天器载荷资源的问题。现提供航天器回收电磁阻尼装置。

航天器回收电磁阻尼装置，所述装置包括多个支撑架1、回收网2和电磁阻尼装置3，

每个支撑架1通过一个电磁阻尼装置3与回收网2的一个网角连接，将回收网2撑起，

电磁阻尼装置3包括安装板3-1、电磁阻尼器3-3、转轴3-2、钢索3-4、钢索支架3-5和钢索回绕电机3-6，电磁阻尼器3-3包括定子和转子，定子为多个永磁盘3-3-2，转子为多个导体盘3-3-1，永磁盘3-3-2与导体盘3-3-1交替排列形成多层盘式结构，

电磁阻尼器3-3、钢索回绕电机3-6的转子和钢索支架3-5均穿过并同轴固定在转轴3-2上，钢索3-4缠绕在钢索支架3-5上，

安装板3-1固定在支撑架1顶端侧壁上，电磁阻尼器3-3的多个永磁盘3-3-2和钢索回绕电机3-6的定子均固定在安装板3-1上，回收网2的网角连接钢索3-4的首端。

本发明的有益效果为：

本申请提出了一种基于电磁感应原理的航天器回收电磁阻尼装置，准备回收时，多个均匀布置的塔吊将回收网撑起，回收网的多个角分别与每个塔吊上的钢索连接。当航天器落入回收网时，会同时拉动每个塔吊上的钢索向下运动，使得钢索支架绕转轴旋转，进而带动电磁阻尼器转子和回绕电机转子旋转。电磁阻尼器中，导体盘切割永磁盘产生的磁场，将产生阻尼转矩，与此同时，回绕电机处于发电状态，也将产生制动转矩，二者合成，起到控制航天器下降速度的作用，将航天器的着陆速度降低到允许范围内，结合地面缓冲气垫，实现对航天器的安全回收。回收完成后，回绕电机工作在电动机状态，带动钢索支架旋转，将钢索重新绕制在钢索支架上，升起回收网，准备下一次航天器回收。本申请利用导体盘与永磁磁场相对运动产生的阻尼转矩对航天器进行降速，实现航天器的软着陆。本申请的装置设置在地面上，能够充分利用地面空间并提供较大阻尼力。

附图说明

图1为具体实施方式一所述的航天器回收电磁阻尼装置的结构示意图；

图2为电磁阻尼装置的结构示意图；

图3为电磁阻尼装置的立体结构图；

图4为电磁阻尼器的立体结构图；

图5为电磁阻尼器的剖面结构图。

具体实施方式

具体实施方式一：参照图1至图5具体说明本实施方式，本实施方式所述的航天器回收电磁阻尼装置，所述装置包括多个支撑架1、回收网2和电磁阻尼装置3，

每个支撑架1通过一个电磁阻尼装置3与回收网2的一个网角连接，将回收网2撑起，

电磁阻尼装置3包括安装板3-1、电磁阻尼器3-3、转轴3-2、钢索3-4、钢索支架3-5和钢索回绕电机3-6，电磁阻尼器3-3包括定子和转子，定子为多个永磁盘3-3-2，转子为多个导体盘3-3-1，永磁盘3-3-2与导体盘3-3-1交替排列形成多层盘式结构，

电磁阻尼器3-3、钢索回绕电机3-6的转子和钢索支架3-5均穿过并同轴固定在转轴3-2上，钢索3-4缠绕在钢索支架3-5上，

安装板3-1固定在支撑架1顶端侧壁上，电磁阻尼器3-3的多个永磁盘3-3-2和钢索回绕电机3-6的定子均固定在安装板3-1上，回收网2的网角连接钢索3-4的首端。

本实施方式中，本申请的装置同时具备陆上回收和海上回收的能力，而且可以重复使用。

塔吊1的个数可以根据回收网2的大小进行设置，可以设置四个或者四个以上，多个塔吊1等间距设置，这样增加塔吊与网的连接的牢固性，多组塔吊将回收网撑开。

电磁阻尼器3-3、钢索支架3-5和钢索回绕电机3-6均穿在转轴3-2上，钢索缠在钢索支架3-5上，当航天器进入回收网时，航天器会拉动回收网2向下运动，回收网带动钢索3-4向下运动，钢索3-4运动进而带动钢索支架3-5、电磁阻尼器3-3的转子、钢索回绕电机3-6的转子和转轴3-2一同旋转，电磁阻尼器3-3的转子旋转切割电磁阻尼器的定子产生磁场，产生阻尼转矩，同时，钢索回绕电机3-6的转子旋转使钢索回绕电机3-6处于发电状态，产生制动转矩，阻尼转矩和制动转矩合成的动力将航天器的下降速度控制在允许范围内，实现对航天器的回收。

具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的航天器回收电磁阻尼装置作进一步说明，本实施方式中，永磁盘3-3-2包括轭板6和扇形永磁体5，

导体盘3-3-1与轭板6交替排列，且电磁阻尼器3-3的两外侧为轭板6，两外侧的轭板6的内侧周向布置扇形永磁体5，位于两个导体盘3-3-1之间的轭板6的两侧面均周向布置扇形永磁体5，扇形永磁体5沿周向N-S极等间距交替排列。

本实施方式中，如图5所示，导体盘3-3-1与轭板6交替排列，当整个电磁阻尼器3-3的两外侧为轭板6时，该轭板6的内侧上设置扇形永磁体5，而位于两个导体盘3-3-1之间的轭板6的两侧面都设置有扇形永磁体5。导体盘转动，实现导体盘切割永磁体产生磁场。

具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式一所述的航天器回收电磁阻尼装置作进一步说明，本实施方式中，永磁盘3-3-2包括轭板6和扇形永磁体5，

导体盘3-3-1与轭板6交替排列，且电磁阻尼器3-3的两外侧为导体盘3-3-1，轭板6的两侧面均周向布置扇形永磁体5，扇形永磁体5沿周向N-S极等间距交替排列。

具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式二或三所述的航天器回收电磁阻尼装置作进一步说明，本实施方式中，扇形永磁体5粘接于轭板6表面或嵌入轭板6表面的槽中。

具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式一所述的航天器回收电磁阻尼装置作进一步说明，本实施方式中，所述装置还包括驱动控制器，

驱动控制器用于在完成航天器的回收之后，驱动钢索回绕电机3-6转动，带动钢索支架3-5旋转，将钢索3-4重新绕制在钢索支架3-5上，升起回收网2，准备下一次航天器回收。

本实施方式中，当完成航天器的回收之后，要让回收网上升回到初始位置，则利用驱动控制器驱动钢索回绕电机3-6转动，使转轴转动，带动钢索支架3-5旋转，使钢索3-4重新绕制在钢索支架3-5上，升起回收网2。

具体实施方式六：本实施方式是对具体实施方式一所述的航天器回收电磁阻尼装置作进一步说明，本实施方式中，缓冲气垫4位于回收网2的正下方，用于对航天器进行二次缓冲。

具体实施方式七：本实施方式是对具体实施方式一所述的航天器回收电磁阻尼装置作进一步说明，本实施方式中，支撑架1采用塔吊实现。

Claims (6)

1.航天器回收电磁阻尼装置，其特征在于，所述装置设置在地面上，所述装置包括多个支撑架（1）、回收网（2）和电磁阻尼装置（3），

每个支撑架（1）通过一个电磁阻尼装置（3）与回收网（2）的一个网角连接，将回收网（2）撑起，

电磁阻尼装置（3）包括安装板（3-1）、电磁阻尼器（3-3）、转轴（3-2）、钢索（3-4）、钢索支架（3-5）和钢索回绕电机（3-6），电磁阻尼器（3-3）包括定子和转子，定子为多个永磁盘（3-3-2），转子为多个导体盘（3-3-1），永磁盘（3-3-2）与导体盘（3-3-1）交替排列形成多层盘式结构，

电磁阻尼器（3-3）、钢索回绕电机（3-6）的转子和钢索支架（3-5）均穿过并同轴固定在转轴（3-2）上，钢索（3-4）缠绕在钢索支架（3-5）上，

安装板（3-1）固定在支撑架（1）顶端侧壁上，电磁阻尼器（3-3）的多个永磁盘（3-3-2）和钢索回绕电机（3-6）的定子均固定在安装板（3-1）上，回收网（2）的网角连接钢索（3-4）的首端；

支撑架（1）采用塔吊实现；

塔吊的个数根据回收网（2）的大小进行设置，设置四个或者四个以上，多个塔吊等间距设置。

2.根据权利要求1所述航天器回收电磁阻尼装置，其特征在于，永磁盘（3-3-2）包括轭板（6）和扇形永磁体（5），

导体盘（3-3-1）与轭板（6）交替排列，且电磁阻尼器（3-3）的两外侧为轭板（6），两外侧的轭板（6）的内侧周向布置扇形永磁体（5），位于两个导体盘（3-3-1）之间的轭板（6）的两侧面均周向布置扇形永磁体（5），扇形永磁体（5）沿周向N-S极等间距交替排列。

3.根据权利要求1所述航天器回收电磁阻尼装置，其特征在于，永磁盘（3-3-2）包括轭板（6）和扇形永磁体（5），

导体盘（3-3-1）与轭板（6）交替排列，且电磁阻尼器（3-3）的两外侧为导体盘（3-3-1），轭板（6）的两侧面均周向布置扇形永磁体（5），扇形永磁体（5）沿周向N-S极等间距交替排列。

4.根据权利要求2或3所述航天器回收电磁阻尼装置，其特征在于，扇形永磁体（5）粘接于轭板（6）表面或嵌入轭板（6）表面的槽中。

5.根据权利要求1所述航天器回收电磁阻尼装置，其特征在于，所述装置还包括驱动控制器，

驱动控制器用于在完成航天器的回收之后，驱动钢索回绕电机（3-6）转动，带动钢索支架（3-5）旋转，将钢索（3-4）重新绕制在钢索支架（3-5）上，升起回收网（2），准备下一次航天器回收。

6.根据权利要求1所述航天器回收电磁阻尼装置，其特征在于，所述装置还包括缓冲气垫（4），缓冲气垫（4）位于回收网（2）的正下方，用于对航天器进行二次缓冲。

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