CN110789740B - 一种结构化的返回式卫星降落伞舱装置 - Google Patents

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Abstract

一种结构化的返回式卫星降落伞舱装置，包括伞舱盖等；再入返回初期由伞舱底板承载主降落伞包的再入过载，降落伞开伞程序启动后弹射器将伞舱盖和伞舱盖支架经导向筒弹出，并拉出减速伞包，并开启减速伞，弹射支架承受弹射的冲击载荷，减速伞吊点解锁螺栓承受减速伞开伞载荷，减速伞完成初始减速工作后，减速伞吊点解锁螺栓启动分离，将弹射支架解除约束并与伞舱主体结构分离，同时拉出主降落伞包，由主伞吊点螺栓承载主降落伞的开伞载荷，完成主降落伞的开伞。本发明能够实现降落伞的安装，并完成整个降落伞的开伞过程，具有系统的集成度高，适应性强，承载能力大，高可靠性，可重复使用的特点。

Description

一种结构化的返回式卫星降落伞舱装置
技术领域
本发明属于航天器回收领域，涉及一种返回式卫星降落伞舱装置。
技术背景
在返回式卫星回收过程中，通常会使用降落伞进行气动减速，以保证返回式卫星能够安全着陆，其中容纳降落伞并完成降落伞开伞动作的降落伞舱装置是整个回收系统的关键部件。目前的返回式卫星降落伞舱装置容积小，承载能力有限，难以满足大型返回式卫星的回收任务需求。
发明内容
本发明解决的技术问题是：与现有技术相比，本发明提供一种结构化的返回式卫星降落伞舱装置，能够实现降落伞的安装，并完成整个降落伞的开伞过程，不需要在卫星上额外布置降落伞吊点，具有系统的集成度高，适应性强，承载能力大，高可靠性，可重复使用的特点。
本发明的技术解决方案是：一种结构化的返回式卫星降落伞舱装置，包括伞舱盖，弹射器，减速伞包，伞舱盖支架，弹射支架，主伞吊点螺栓，主降落伞包，伞舱底板，减速伞吊点解锁螺栓，伞舱主体结构，导向筒；
伞舱盖支架与伞舱盖连接并支撑伞舱盖，减速伞包吊挂在伞舱盖支架的顶部；伞舱盖支架底部与伞舱主体结构搭接，通过伞舱主体结构上端面设置的圆柱销限制伞舱盖支架的转动；弹射器顶部与伞舱盖支架顶部和伞舱盖中心配合安装，弹射器底端安装在弹射支架底部；弹射支架边缘与伞舱主体结构顶部的环形凹槽配合扣紧；主伞吊点螺栓和减速伞吊点解锁螺栓沿伞舱主体结构上端面周向依次交错分布，减速伞吊点解锁螺栓将弹射支架约束压紧，减速伞通过吊带与减速伞吊点解锁螺栓相连；伞舱底板安装于主伞主体结构底部的环形法兰面上；主降落伞包安装在伞舱底板与弹射支架中间的空间中，主伞吊点螺栓通过吊带与主降落伞相连；导向筒安装在伞舱主体结构顶部，套在伞舱盖支架外部。
弹射器顶部的方形突起与伞舱盖支架顶部方孔配合安装，同时穿过伞舱盖中心的圆孔，并使用螺母锁紧。
弹射支架为圆盆形结构，采用2A14铝合金材料；弹射支架通过环形翻边与伞舱主体结构顶部的环形凹槽配合扣紧。
弹射支架的环形翻边与伞舱主体结构边缘之间保证环形翻边的平面部分与伞舱主体结构边缘的平面部分贴近配合，斜面部分留有不大于0.2mm的间隙，并且配合斜面的角度为12°。
主伞吊点螺栓有两个，安装于伞舱上端面对称布置；主伞吊点螺栓的材料为30CrMnSiA合金钢，并热处理至HRC32～40。
减速伞吊点解锁螺栓有两个，安装在与主伞吊点螺栓正交的方向上，对称布置。
降落伞开伞程序启动后，弹射器将伞舱盖和伞舱盖支架经导向筒弹出，拉出减速伞包并开启减速伞；减速伞完成初始减速工作后，减速伞吊点解锁螺栓启动分离，将弹射支架解除约束并与伞舱主体分离，同时拉出主降落伞包，由主伞吊点螺栓承载主降落伞的开伞载荷，完成主降落伞的开伞。
伞舱盖的材料为钛合金。
伞舱盖支架的材料为碳纤维复合；伞舱底板的材料为5A06铝合金。
伞舱主体结构的材料为2A14铝合金；导向筒的材料为玻璃钢。
本发明与现有技术相比的优点在于：
本发明的一种结构化的返回式卫星降落伞舱装置，其具有减速伞，主伞，火工装置，整体系统集成度高，与外部接口简单，便于安装，能够承受较高的弹伞冲击和开伞载荷，主体结构在完成返回式卫星回收任务后，可再次重复使用，可大幅降低返回式卫星回收系统的研制成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明弹射支架与伞舱主体的配合位置图。
具体实施方案
下面结合附图对本发明作进一步说明。
一种结构化的返回式卫星降落伞舱装置，包括伞舱盖1，弹射器2，减速伞包3，伞舱盖支架4，弹射支架5，主伞吊点螺栓6，主降落伞包7，伞舱底板8，减速伞吊点解锁螺栓9，伞舱主体结构10，导向筒11。
如图1所示，伞舱盖1与伞舱盖支架4使用螺栓连接，并将减速伞包3使用螺栓吊挂在伞舱盖支架4顶部；伞舱盖支架4底部与伞舱主体结构10搭接，仅通过伞舱主体结构10上端面两个圆柱销限制伞舱盖支架4的转动；弹射器顶部方形突起与伞舱盖支架4顶部方孔配合安装，同时穿过伞舱盖1中心的圆孔，并使用螺母锁紧，弹射器2底端通过螺钉安装在弹射支架5底部；如图2所示，弹射支架5通过环形翻边与伞舱主体结构10顶部的环形凹槽配合扣紧；2个主伞吊点螺栓6安装于伞舱上端面对称布置；2个减速伞吊点解锁螺栓9安装在与主伞吊点螺栓6正交的方向上对称布置，并将弹射支架5约束压紧，减速伞通过吊带与减速伞吊点解锁螺栓9相连，主伞吊点螺栓6通过吊带与主降落伞相连；伞舱底板8使用螺钉安装于主伞主体结构10底部的环形法兰面上；主降落伞包7安装在伞舱底板8与弹射支架5中间的空间中；导向筒11粘接在伞舱主体结构10顶部。
弹射器2可选用HTG2-32型弹射器；伞舱盖1的材料为钛合金材料通过超塑成型；伞舱盖支架4的材料为碳纤维复合材料；弹射支架5的材料为2A14铝合金；主伞吊点螺栓6的材料为30CrMnSiA合金钢，并热处理至HRC32～40；伞舱底板8的材料为5A06铝合金；伞舱主体结构10的材料为2A14铝合金；导向筒11的材料为玻璃钢。
弹射支架5的环形翻边与伞舱主体结构10之间的配合应保证环形翻边与伞舱主体结构10的边缘两个平面的部分贴近配合，斜面部分留有不大于0.2mm的间隙，并且配合斜面的角度为12°。
弹射支架5为圆盆形结构，壁厚3mm，底部中心厚度20mm，使用2A14铝合金材料，能够承受峰值110kN的弹射伞舱盖的冲击载荷。
卫星再入返回初期由伞舱底板8承载主降落伞包7的再入过载，伞舱底板8承受主降落伞包710kN的均布过载压力，并保证载荷作用下的变形量不大于6mm，降落伞开伞程序启动后，弹射器2将伞舱盖1和伞舱盖支架4经导向筒11弹出，并拉出减速伞包3，并开启减速伞，弹射支架5承受弹射的冲击载荷峰值能力不小于110kN，减速伞吊点解锁螺栓9承受减速伞开伞载荷，减速伞完成初始减速工作后，减速伞吊点解锁螺栓9启动分离，将弹射支架5解除约束并与伞舱主体10分离，同时拉出主降落伞包7，由主伞吊点螺栓6承载主降落伞的开伞载荷，完成主降落伞的开伞。
本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知技术。

Claims (10)

1.一种结构化的返回式卫星降落伞舱装置，其特征在于，包括伞舱盖(1)，弹射器(2)，减速伞包(3)，伞舱盖支架(4)，弹射支架(5)，主伞吊点螺栓(6)，主降落伞包(7)，伞舱底板(8)，减速伞吊点解锁螺栓(9)，伞舱主体结构(10)，导向筒(11)；
伞舱盖支架(4)与伞舱盖(1)连接并支撑伞舱盖(1)，减速伞包(3)吊挂在伞舱盖支架(4)的顶部；伞舱盖支架(4)底部与伞舱主体结构(10)搭接，通过伞舱主体结构(10)上端面设置的圆柱销限制伞舱盖支架(4)的转动；弹射器(2)顶部与伞舱盖支架(4)顶部和伞舱盖(1)中心配合安装，弹射器(2)底端安装在弹射支架(5)底部；弹射支架(5)边缘与伞舱主体结构(10)顶部的环形凹槽配合扣紧；主伞吊点螺栓(6)和减速伞吊点解锁螺栓(9)沿伞舱主体结构(10)上端面周向依次交错分布，减速伞吊点解锁螺栓(9)将弹射支架(5)约束压紧，减速伞通过吊带与减速伞吊点解锁螺栓(9)相连；伞舱底板(8)安装于主伞主体结构(10)底部的环形法兰面上；主降落伞包(7)安装在伞舱底板(8)与弹射支架(5)中间的空间中，主伞吊点螺栓(6)通过吊带与主降落伞相连；导向筒(11)安装在伞舱主体结构(10)顶部，套在伞舱盖支架(4)外部。
2.根据权利要求1所述的一种结构化的返回式卫星降落伞舱装置，其特征在于：弹射器(2)顶部的方形突起与伞舱盖支架(4)顶部方孔配合安装，同时穿过伞舱盖(1)中心的圆孔，并使用螺母锁紧。
3.根据权利要求1或2所述的一种结构化的返回式卫星降落伞舱装置，其特征在于：弹射支架(5)为圆盆形结构，采用2A14铝合金材料；弹射支架(5)通过环形翻边与伞舱主体结构(10)顶部的环形凹槽配合扣紧。
4.根据权利要求3所述的一种结构化的返回式卫星降落伞舱装置，其特征在于：弹射支架(5)的环形翻边整体与伞舱主体结构(10)边缘之间保证环形翻边的平面部分与伞舱主体结构(10)边缘的平面部分贴近配合，斜面部分留有不大于0.2mm的间隙，并且配合斜面的角度为12°。
5.根据权利要求4所述的一种结构化的返回式卫星降落伞舱装置，其特征在于：主伞吊点螺栓(6)有两个，安装于伞舱上端面对称布置；主伞吊点螺栓(6)的材料为30CrMnSiA合金钢，并热处理至HRC32～40。
6.根据权利要求5所述的一种结构化的返回式卫星降落伞舱装置，其特征在于：减速伞吊点解锁螺栓(9)有两个，安装在与主伞吊点螺栓(6)正交的方向上，对称布置。
7.根据权利要求6所述的一种结构化的返回式卫星降落伞舱装置，其特征在于：降落伞开伞程序启动后，弹射器(2)将伞舱盖(1)和伞舱盖支架(4)经导向筒(11)弹出，拉出减速伞包(3)并开启减速伞；减速伞完成初始减速工作后，减速伞吊点解锁螺栓(9)启动分离，将弹射支架(5)解除约束并与伞舱主体结构(10)分离，同时拉出主降落伞包(7)，由主伞吊点螺栓(6)承载主降落伞的开伞载荷，完成主降落伞的开伞。
8.根据权利要求1所述的一种结构化的返回式卫星降落伞舱装置，其特征在于：伞舱盖(1)的材料为钛合金。
9.根据权利要求1所述的一种结构化的返回式卫星降落伞舱装置，其特征在于：伞舱盖支架(4)的材料为碳纤维复合；伞舱底板(8)的材料为5A06铝合金。
10.根据权利要求1所述的一种结构化的返回式卫星降落伞舱装置，其特征在于：伞舱主体结构(10)的材料为2A14铝合金；导向筒(11)的材料为玻璃钢。
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