CN113721303A - 一种具有缓冲装置的两级分离式月球穿透器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有缓冲装置的两级分离式月球穿透器，其包括：侵彻级，用于侵彻到被探测介质的内部，进行原位探测；动力级，与所述侵彻级的尾部固定连接，且动力级的直径大于侵彻级的直径；脐缆，用于将侵彻级原位探测的数据传输给动力级；蜂窝阻尼筒，与动力级固定且环绕在侵彻级周围。本发明提供了一种两级分离式月球穿透器的缓冲装置，具有结构接凑、重量小、成本低、可靠性高、工程代价小等优点。
Description
技术领域
本发明涉及地外天体原位侵彻式探测技术领域，具体涉及一种具有缓冲装置的两级分离式月球穿透器。
背景技术
月球极区水冰探测是国际探测的热点领域，而两级分离式月球穿透器将以较高速度撞击月球表面，并侵彻至一定深度，可通过装载的探测载荷对侵彻区开展原位探测。
穿透器从着陆器分离，直至高速侵入月壤并最终完成预期探测任务，将面临由极高过载带来的严峻过载防护挑战，而这种挑战也是前所未有的，已有的航天型号任务中并没有类似先例可供借鉴。
国际开展了多个月球穿透器项目研究。日本Luna-A和英国Moon-lite均无侵彻制动设计，侵彻将直接对穿透器带来极大过载和严峻考验，极可能损坏内部仪器设备；俄罗斯Mars-96采用充气式气囊减速制动，不可避免将造成弹跳，影响侵彻性能，进而影响探测任务；美国DS-2将穿透器置于易碎隔热罩内，撞击月面时，穿透器冲破隔热罩进入被探测介质，此方式工程代价大，可靠性低。
发明内容
目前对于地外天体侵彻式原位探测，国际上尚无成功案例。国外研究项目所涉及的缓冲制动方案工程代价大，结构机构复杂，体积重量大，影响穿透器整体构型。本发明的目的在于提供一种具有缓冲装置的两级分离式月球穿透器，以期解决背景技术中的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种具有缓冲装置的两级分离式月球穿透器，包括：侵彻级，用于侵彻到被探测介质的内部，进行原位探测；动力级，与所述侵彻级的尾部固定连接，且动力级的直径大于侵彻级的直径；脐缆，用于将侵彻级原位探测的数据传输给动力级；蜂窝阻尼筒，与动力级固定且环绕在侵彻级周围。
在一些实施例中，所述侵彻级和动力级通过锁紧部件固连，且锁紧部件在侵彻级和动力级侵彻被探测介质的内部时受到的合力大于其自身的剪切力。
在一些实施例中，所述侵彻级的头部为尖端状。
在一些实施例中，所述脐缆在侵彻级和动力级处于紧固连接状态下为折叠状态，且脐缆的长度满足侵彻级和动力级处于分离状态下两者之间最远距离的数据传输。
在一些实施例中，所述蜂窝阻尼筒为铝蜂窝阻尼筒。
在一些实施例中，所述蜂窝阻尼筒的外径与动力级的外径相同。
在一些实施例中，所述蜂窝阻尼筒的内侧与侵彻级的外侧设有间隙。
附图说明
图1为本申请实施例的月球穿透器侵彻前的状态示意图；
图2为本申请实施例的月球穿透器侵彻后的状态示意图。
图中标记：1-侵彻级，2-动力级，3-铝蜂窝阻尼筒，4-被探测介质，5-脐缆。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
相反，本申请涵盖任何由权利要求定义的在本申请的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本申请有更好的了解，在下文对本申请的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本申请。
以下将结合图1-2对本申请实施例所涉及的具有缓冲装置的两级分离式月球穿透器进行详细说明。值得注意的是，以下实施例仅仅用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
在本申请的实施例中，如图1-2所示具有缓冲装置的两级分离式月球穿透器，包括：侵彻级1，所述侵彻级1的头部为尖端状，用于侵彻到被探测介质4的内部，进行原位探测；动力级2，与所述侵彻级1的尾部固定连接，且动力级2的直径大于侵彻级1的直径；脐缆5，用于将侵彻级1原位探测的数据传输给动力级2；所述脐缆5在侵彻级1和动力级2处于紧固连接状态下为折叠状态，且脐缆5的长度满足侵彻级1和动力级2处于分离状态下两者之间最远距离的数据传输。蜂窝阻尼筒，与动力级2固定且环绕在侵彻级1周围；所述蜂窝阻尼筒的外径与动力级2的外径相同，动力级2和铝蜂窝阻尼筒3的端面以螺钉固连。
在一些实施例中，所述侵彻级1和动力级2通过锁紧部件固连，且锁紧部件在侵彻级1和动力级2侵彻被探测介质4的内部时受到的合力大于其自身的剪切力。
在一些实施例中，所述蜂窝阻尼筒为铝蜂窝阻尼筒3。铝蜂窝阻尼筒3自重小，且能满足压溃吸能。
在一些实施例中，所述蜂窝阻尼筒的内侧与侵彻级1的外侧设有间隙。该间隙用于防止蜂窝阻尼筒在产生形变时会破坏脐缆5。
本发明提出了一种具有缓冲装置的两级分离式月球穿透器，包括侵彻级1、动力级2、铝蜂窝阻尼筒3，如图1和图2所示。侵彻级1与动力级2一起侵彻被探测介质4，随后铝蜂窝阻尼筒3与被探测介质4接触并压溃吸能，侵彻级1与动力级2分离，侵彻级1侵入被探测介质4，动力级2快速减速，停留在月表。铝蜂窝阻尼筒3可明显降低动力级2过载和侵彻深度。
穿透器侵彻月壤时，与动力级2固定且环绕在侵彻级1周围的铝蜂窝阻尼筒3与月壤接触，并压溃吸能，降低动力级2过载，使其停留在月表。而侵彻级1与动力级2分离，顺利侵彻至月表一定深度，进行原位探测，将探测数据通过级间脐缆5传输至停留在月表的动力级2，进一步传输给中继星。
若无所述的铝蜂窝阻尼筒3，侵彻过程中动力级2可能因过载较大而损坏，或因侵彻入月壤影响正常通信。铝蜂窝阻尼筒3可有效降低动力级2过载并使其停留在月表以便于通信，且其成本低，重量轻，不影响穿透器整体构型。
本申请所披露的具有缓冲装置的两级分离式月球穿透器可能带来的有益效果包括但不限于：本发明提供了一种具有缓冲装置的两级分离式月球穿透器，利用铝蜂窝阻尼筒对月球穿透器的后端动力级进行缓冲减速；具有结构接凑、重量小、成本低、可靠性高、工程代价小等优点。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种具有缓冲装置的两级分离式月球穿透器，其特征在于，包括：
侵彻级，用于侵彻到被探测介质的内部，进行原位探测；
动力级，与所述侵彻级的尾部固定连接，且动力级的直径大于侵彻级的直径；
脐缆，用于将侵彻级原位探测的数据传输给动力级；
蜂窝阻尼筒，与动力级固定且环绕在侵彻级周围。
2.根据权利要求1所述的一种具有缓冲装置的两级分离式月球穿透器，其特征在于，所述侵彻级和动力级通过锁紧部件固连，且锁紧部件在侵彻级和动力级侵彻被探测介质的内部时受到的合力大于其自身的剪切力。
3.根据权利要求1所述的一种具有缓冲装置的两级分离式月球穿透器，其特征在于，所述侵彻级的头部为尖端状。
4.根据权利要求1所述的一种具有缓冲装置的两级分离式月球穿透器，其特征在于，所述脐缆在侵彻级和动力级处于紧固连接状态下为折叠状态，且脐缆的长度满足侵彻级和动力级处于分离状态下两者之间最远距离的数据传输。
5.根据权利要求1所述的一种具有缓冲装置的两级分离式月球穿透器，其特征在于，所述蜂窝阻尼筒为铝蜂窝阻尼筒。
6.根据权利要求1所述的一种具有缓冲装置的两级分离式月球穿透器，其特征在于，所述蜂窝阻尼筒的外径与动力级的外径相同。
7.根据权利要求1所述的一种具有缓冲装置的两级分离式月球穿透器，其特征在于，所述蜂窝阻尼筒的内侧与侵彻级的外侧设有间隙。
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