CN209991870U - 一种子级结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种子级结构，包括箭体、气动减速机构及气动防撞机构。气动减速机构包括气动头和防烧蚀层，气动头为可收拢及展开的第二气囊，第二气囊罩设在箭体的头部外；气动防撞机构具有可收拢及展开的第一气囊，第一气囊罩设在箭体的尾部外。第二气囊被充气后呈对称结构，具有良好的气动稳定性。在第二气囊的外壁上设防烧蚀层，使该第二气囊在高空高温中飞行时不会被烧毁，第二气囊可在高空高温中对箭体减速；并且在低空着陆时对箭体起到缓冲作用，第二气囊具有可折叠性，减少第二气囊在箭体上占用的空间和重量；同时，第一气囊可在箭体尾部着陆时，对尾部柔性缓冲作用，防止箭体被损坏。

Description

一种子级结构

技术领域

本实用新型涉及固体运载火箭的航天技术领域，具体涉及一种子级结构。

背景技术

固体运载火箭的子级结构在不同的弹道返回过程中，子级结构与上面极结构分离后，子级结构由于惯性作用还会继续冲高至大气层外飞行一段时间，之后再返回到地球的大气层内，进而着陆在地面上。目前的子级结构主要包括箭体、及设在箭体头部的前段结构及位于箭体后段的后段结构。前段结构中主要包括减速装置、导航制导和控制系统、姿态控制系统等设备。当子级结构返回地球大气层向下着陆过程中，减速装置通过增大与外界气体的摩擦阻力，降低子级结构的飞行速度，使得子级结构安全着陆在地面上。

由于子级结构在进入大气层的高空中以高速飞行，箭体与大气摩擦产生大量的热量，该热量使得箭体所处的环境为高温环境，高温容易烧毁减速装置，需要减速装置具有一定抗烧蚀性，但现有的降落伞不能耐高温，在高温环境中很容易被烧毁掉；当子级结构下降到低空时，尤其子级结构要着落在地面上时，又需要减速装置具有一定的柔性缓冲作用，以防止减速装置与地面直接硬撞击，损伤箭体。另外，便于回收箭体，还需要减速装置在减速过程中的气动稳定性较好，否则箭体着陆后的位置随机性太大，不便于找回箭体。

为满足上述对减速装置的需求，现有技术中的减速装置通常设置一个在高温高空对箭体进行减速的减速器和在低空对箭体进行减速着陆的降落伞。其中，减速器具有刚性防热大钝头，由于该大钝头的直径沿其轴向，从头部朝向尾部逐渐地增大并呈对称结构，以增大该大钝头的阻力和飞行的稳定性；同时，大钝头采用刚性和耐高温材料制成，使得该刚性的减速器能够在高空高温环境对箭体进行降速，当箭体下降到低空时，降落伞展开套在防热大钝头和箭体的头部上，降落伞的对箭体的着陆起到缓冲作用，实现箭体的安装着陆。

上述结构的减速装置，为了使得减速装置在降速过程中，减速装置具有所需的气动稳定性、抗烧蚀性及着陆的缓冲性能，需要单独设置一个具有刚性防热大钝头的减速器和降落伞，但是，两种形式的减速器结合，使得整个减速装置结构复杂；尤其刚性防热减速头不能折叠收纳，占用的空间大，使子级结构所承载的重量大，箭体回收所需要的成本高。

同时，子级结构在着陆时，子级结构的箭体的头部先着陆，子级结构的箭体的尾部着陆，但现有的子级结构的尾部上不设置任何防护结构，直接撞击在地面上，对箭体产生冲击力，以损伤箭体。

实用新型内容

因此，本实用新型所要解决的技术问题在于现有的子级结构的结构复杂、重量大及箭体着陆尾部容易撞击坏。

为此，本实用新型提供一种子级结构，包括

箭体；

气动防撞机构，设在所述箭体上并具有可在收拢状态与展开状态之间变换的可充气的第一气囊；

气动减速机构，设在所述箭体上，其包括

气动头，为可在收拢状态与展开状态之间变换的可充气的第二气囊；所述第二气囊在所述展开状态时呈回转体状且所述第二气囊的直径沿其轴向由第二气囊的迎风面朝向第二气囊的背风面方向逐渐增大；

至少一层防烧蚀层，设在第二气囊的外壁面上；

所述第一气囊和第二气囊在展开状态时适于分别罩设在所述箭体的尾部和头部外。

可选地，上述的子级结构，所述气动减速机构还包括设在所述第二气囊外壁面与所述防烧蚀层之间的至少一层隔热层。

可选地，上述的子级结构，所述第二气囊包括头部及设在所述头部的末端上的倒锥体，所述头部的母线为光滑曲线。

可选地，上述的子级结构，所述头部呈球冠状。

可选地，上述的子级结构，所述第二气囊和/第一气囊包括沿其周向依次首尾连接的至少两个支气囊；

相邻两个所述支气囊密封隔开，每个所述支气囊上设有充气口。

可选地，上述的子级结构，任意相邻两个支气囊通过设在各自所在的第一气囊内或第二气囊内的柔性肋条密封隔断；或者

任一支气囊内设置有至少一个柔性肋条；或者，第一气囊或第二气囊内设置有至少一个柔性肋条，所述柔性肋条沿各自所在气囊周向跨越所有支气囊。

可选地，上述的子级结构，当任一支气囊内设置有至少一个柔性肋条；或者，第一气囊或第二气囊内设置有至少一个柔性肋条，所述柔性肋条沿各自所在气囊的周向跨越所有支气囊时，所述柔性肋条为至少两个，所有所述柔性肋条沿各自所在气囊的轴向呈层叠布置对应的气囊上。

可选地，上述的子级结构，所述第一气囊和/或第二气囊通过嵌装在各自的背风面围成的凹陷区域内的刚性连接件以固定在所述箭体上；

所述第二气囊或第一气囊适于罩住各自对应的所述刚性连接件。

可选地，上述的子级结构，所述刚性连接件通过伸缩组件沿各自所在气囊的轴向可伸缩地设在箭体上。

可选地，上述的子级结构，所述第一气囊在所述展开状态时呈回转体状且所述第一气囊的直径沿其轴向由第一气囊的迎风面朝向第一气囊的背风面方向逐渐增大。

本实用新型的技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的子级结构，包括气动减速机构和气动防撞机构，其中气动减速机构包括气动头和至少一层防烧蚀层，气动头为可在收拢状态与展开状态之间变换的可充气的第二气囊；所述第二气囊在所述展开状态时呈回转体状适于罩设在箭体的头部外；第二气囊在展开状态时的直径沿其轴向由第二气囊的迎风面朝向第二气囊的背风面方向逐渐增大，使得第二气囊被充气后呈轴对称，在飞行过程中具有良好的气动稳定性；在第二气囊的外壁面上的设置防烧蚀层，由于防烧蚀层除了它的隔热性能外，还由于它在汽化时能吸收大量的热，以降低气囊所处环境的温度，即使防烧蚀层烧毁掉，其也能够带走一定热量，降低气囊所处环境的温度，使该第二气囊在高空高温中飞行时不会被烧毁，从而第二气囊可在高空高温中对箭体减速；并且在低空着陆时对箭体起到缓冲作用，第二气囊在未充气之前可以处于收拢状态，减少第二气囊在箭体上占用的空间和重量。也即，只需在箭体的头部上设有本申请的一个气动减速机构，该气动转速装置从箭体刚入大气层就开始对箭体减速，直到箭体着陆地面位置，从而简化现有减速装置的结构；同时，气动防撞机构可在收拢状态和展开状态之间变换的第一气囊，第一气囊在展开状态时罩设在箭体的尾部外，当箭体的尾部着陆时，由于第一气囊的缓冲作用，从而对箭体起到保护作用，避免箭体损伤。

2.本实用新型提供的子级结构，气动减速机构还包括设在所述第二气囊外壁面与所述防烧蚀层之间的至少一层隔热层，设置多层隔热层，进一步地改善第二气囊在高空高温环境中的耐高温性，即使防烧蚀被烧毁后，仍能够使得第二气囊在高温环境下进行减速。

3.本实用新型提供的子级结构，第二气囊包括头部及设在所述头部的末端上的倒锥体；所述头部的母线为光滑曲线；进行地改善气动头的外形和气动稳定性。

4.本实用新型提供的子级机构，第一气囊和/或第二气囊包括沿其周向依次首尾连接的至少两个支气囊；相邻两个所述支气囊密封隔开，每个所述支气囊上设有充气口，多个支气囊相互独立，即使部分支气囊的密封差，也不会影响其他支气囊的气密性，进一步地改善第一气囊或第二气囊的气密性，延长其使用寿命。

5.本实用新型提供的子级结构，还包括柔性肋条，柔性肋条对第二气囊或第一气囊的外形进行限制，增强气囊抗外界的冲击作用力，使得气动头具有结构稳定和较高强度，同时保持良好的气动外形，进一步地改善气囊的气动稳定性或防撞击性。

6.本实用新型提供的子级结构，所述气动头通过嵌装在所述凹陷区域内的刚性连接件以固定在所述箭体上；所述第二气囊的凹陷区域适于罩住所述刚性连接件和箭体的头部上，在高温高空环境中，第二气囊对刚性连接件和箭体的头部起到热防护作用，使得刚性连接件和箭体的头部不直接与外界的高温接触。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例1中提供的子级结构的示意图；

图2为本实用新型实施例1中提供的子级结构的局部示意图；

图3为本实用新型实施例1中提供的气动减速机构的正视方向的结构示意图；

图4为图3中的气动减速机构的气动头的示意图；

图5为图3中气动减速机构的气动头的侧视方向的结构示意图；

图6为图3中气动减速机构的气动头的局部剖面示意图；

图7为图2中子级结构的气动减速机构中的伸缩杆、刚性连接件及箭体的侧视方向示意图；

图8为图6中伸缩杆的结构示意图；

附图标记说明：

1－气动头；11－头部；12－倒锥体；13－支气囊；14－柔性肋条；

2－刚性连接件；

31－隔热层；32－防烧蚀层；

41－第一杆；42－第二杆；43－弹性锁紧件；

5－伞包；

6－箭体；

7－第一气囊。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种子级结构，如图1至图8所示，包括箭体，设在箭体的头部上的气动减速机构，设在箭体尾部上的气动防撞机构。其中，气动减速机构包括气动头1、多层隔热层31、防烧蚀层32、刚性连接件2。

具体而言，气动头1为可在收拢状态与展开状态之间变换的可充气的第二气囊；第二气囊在展开状态时呈回转体状且第二气囊的直径沿其轴向由第二气囊的迎风面朝向第二气囊的背风面方向逐渐增大；第二气囊的背风面围成凹陷区域，当第二气囊在展开状态时，该凹陷区域罩设在箭体的头部外。具体而言，如图3和图4所示，第二气囊包括头部11及设在头部11的末端上的倒锥体12，头部11呈球冠状，第二气囊的直径沿其轴向由头部朝向倒锥体方向逐渐地增大，以使得该第二气囊呈对称结构的大钝头，阻力系数大和运行稳定性好。

如图4所示，当充气后，气动头1在竖直面(Y轴和Z轴所在的平面)的投影图中，倒锥体12呈倒立梯形，倒立梯形的两个腰所在的边与头部11的末端处相切过渡，使得气动头1的外形呈光滑过渡的流线型，使得该第二气囊更好地满足气动减速外形和气动稳定性的需求。

第二气囊的背风面围成凹陷区域，第二气囊通过嵌装在凹陷区域内的刚性连接件2固定在箭体上，刚性连接件2呈圆柱状，并采用耐高温的刚性材料制成，比如，耐高温的不锈钢管。如图2所示，刚性连接件2的一端固定在箭体6的头部上，另一端依次密封穿设在第二气囊的头部11的背风面和迎风面上，刚性连接件2的轴线与气动头1的轴线重合，从而气动头1在刚性连接件2上呈对称分布，刚性连接件2对第二气囊起到支撑和固定作用，使得第二气囊在外界气体作用下，第二气囊的背风面被刚性连接件2限制，使得第二气囊进一步地能保持对称的外形结构，进一步地改善第二气囊的气动稳定性。

如图2所示，倒锥体12罩在刚性连接件2和箭体的头部外，或者，倒锥体12将箭体的头部和中部都罩住，第二气囊外壁面上设有多层的隔热层和防烧蚀层(下文中提及)，第二气囊罩住刚性连接件，使得第二气囊对刚性连接件2起到热防护作用，避免刚性连接件2直接与外界高温环境接触。

为使气动头1具有更好的气动稳定性，便于其着陆时的位置在可控范围内，还在箭体6上设置调整组件(图中未示意出)，对第二气囊展开状态的姿态进行调整，使得第二气囊呈对称结构。

该调整组件相当于反作用控制系统(RCS)或姿态控制系统。比如，调整组件包括供气机构和多个喷气管，比如，供气机构为设在箭体6上的高压气瓶，高压气瓶内存储高压气体。多个喷气管安装固定在箭体舱壁上并位于舱体内腔中，与高压气瓶的出气管路连接，喷气管的喷嘴对着舱壁上的开孔喷射高压气体，高压气体经开孔喷出后，对舱壁产生反作用力，以驱动箭体运动，进而来改变固定在箭体上的气囊运动，以实现对气囊铺展开的姿态进行调整。高压气瓶的出气管路上设有阀门，并在靠近喷气管的进气口上设置流量控制阀，便于调整喷气管对舱壁驱动力的调整，比如流量控制阀为电磁阀或截止阀。

另外，气动头1的材质可以采用尼龙，或者其他具有一定柔性的材料，比如，碳纤维。同时，将喷管设在刚性连接件2内腔中，使得减速装置的结构紧凑。

如图2所示，气动头1的外壁面上设置多层隔热层31，比如，设置三层隔热层31，三层隔热层31分别为金属箔、碳布和陶瓷纤维，或者芳纶纤维、芳纶、编织陶瓷织物。或者三层隔热层31均为金属箔，三层隔热层31均为陶瓷纤维或陶瓷织物等。比如，陶瓷纤维包括三氧化铝、二氧化硅、三氧化二硼等按照所需比例配合好，比例可以不限制，只要能制备出陶瓷纤维即可。隔热层的材料还可以为现有的其他耐高温的材料。

或者，隔热层31还可以为两层、一层、四层、五层等等，具体设层数根据实际需求而言。隔热层31的层数设置的越多，对气动头1的热防护作用更强。可选地，隔热层31与气动头1的外壁面之间通过胶粘接固定，相邻两层的隔热层31之间也采用胶粘接固定。或者采用其他方式固定，比如采用喷涂方式直接在气动头1的外壁面上形成所需厚度的隔热层31，待前一层的隔热层31固化后，再涂后一层的隔热层31。

如图3所示，最外层的隔热层31的外壁面上设有至少一层的防烧蚀层32，比如，设置一层或两层，或者多层的防烧蚀层32，防烧蚀层32可以采用环氧树脂类材料制成。可选，防烧蚀层32涂在隔热层31上，当气动减速机构使用一段时间后，若部分防烧蚀层被烧毁掉后，可以在烧毁掉位置处补涂烧蚀层，使得第二气囊的防烧蚀层具有可修复性，可以重复使用该第二气囊。作为变形，防烧蚀层32还可以采用其他的高分子聚合物或纤维。比如纤维为碳纤维，或者碳纳米管纤维等。

防烧蚀层32对气动头1起到防烧蚀的保护作用，使得第二气囊可以在高空高温环境中对箭体进行减速；同时，上述多层隔热层31进一步地加强第二气囊与外界高温环境隔热的功能，使得外界环境中的热量不能直接作用于第二气囊上；即使防烧蚀层32被烧毁掉，多层的隔热层仍然能够对第二气囊起到隔热的作用，使第二气囊的温度远低于其烧毁的温度，进而使得该气动减速机构具有所需的热防护功能，能够从刚进入大气层的高空高温下对箭体6进行减速，直到第二气囊安全着陆为止。另外，由于刚性连接件2的外周被第二气囊包围，当气动头1在高空高温环境下减速时，第二气囊上的防烧蚀层32和隔热层31，也对刚性连接件2起到热防护作用。

对于第二气囊而言，如图4所示，第二气囊包括沿其周向依次首尾连接的多个支气囊13，相邻两个所述支气囊13密封隔开，每个所述支气囊13上设有充气口。

比如，第二气囊的迎风面和背风面分别采用呈整块的第一柔性板块和第二柔性板块，之后通过类似“缝纫”的方式，将第一柔性板块和第二柔性板块编织或缝合固定在一起，并沿周向形成相互密封隔离开的多个支气囊13。也即，相邻两个支气囊13的“固定缝”，将两个支气囊13固定且密封隔开。

每个支气囊13上设充气口，每个充气口通过第一管路与充气装置连接，并在第一管路上设置单向阀，来控制充气装置是否向支气囊13内充气。比如，充气装置为设在箭体6上的高压充气瓶。多个支气囊13各自单独充气，即使一个支气囊13出现泄漏时，也不会影响其他的支气囊13的气密性，仍然能够起到减速作用，从而增大气动减速器的安全性。最佳地，充气口设置下第二气囊的背风面上，使得充气口更靠近设在箭体上的高压充气瓶。另外，在充气过程中，对称位置处的充气口需要同时充气，确保在充气过程中，第二气囊也保持对称外形。

为进一步地改善第二气囊的气动稳定性，还包括设在第二气囊内的多个柔性肋条14。比如，柔性肋条14呈环形，柔性肋条14沿第二气囊的周向穿设在第二气囊中，一个环形柔性肋条可以横跨所有支气囊13，设置多个环形的柔性肋条14时，多个柔性肋条14在第二气囊的轴向上层叠布置，实现对第二气囊的支撑作用，使得第二气囊充气后的外形能够保持对称，且能够承受外界的冲击力更大，气动稳定性更好。

或者，又比如，所有柔性肋条14中，柔性肋条14呈环形，其中，设在头部11处的柔性肋条14呈圆环形；设在倒锥体12上的柔性肋条14的纵向截面形状为倒立梯形，由于倒锥体12的纵向截面形状为倒立梯形，从而使得纵向截面形状为倒立梯形的柔性肋条14能够与倒锥体的结构更吻合，柔性肋条的设置在不改变气动头本身结构的同时，起到支撑作用。或者还可以将不同形状的柔性肋条14单独设在一个支气囊13内，来单独对每个支气囊13起到支撑作用，进一步地使气囊的外形可控，并在整个减速过程中，能够保持气动头1的对称结构和气动稳定性。

或者，直接在每个支气囊13的迎风面与背风面之间设置柔性肋条14，如图5所示，柔性肋条的形状不限定。比如，柔性肋条呈圆柱体，或者板块。柔性肋条一般采用细钢丝形成，或者其他的材质，只需具有柔性的同时有一定的刚性起到支撑第二气囊使得第二气囊保持对称的结构，受外界冲击力时也能够保持对称性。柔性肋条的设置，增强第二气囊承受地面冲击性，使得整个第二气囊的气动稳定性高，具有良好的气动外形。

或者，上述的相邻两个支气囊13之间的“固定缝”通过柔性肋条密封连接，可以不在每个支气囊内设柔性肋条，也能够对第二气囊起到支撑作用和加强其强度的作用。

第二气囊主要通过充气装置来实现在收拢状态与展开状态之间的变换，充气装置可以为固定在箭体6上的高压气瓶，高压气瓶的出气口与充气口连接；或者，充气装置包括高压充气瓶和压缩机，高压气瓶和压缩机配合下，来对支气囊13进行充气，当子级结构未进入大气层之前，采用高压气瓶对支气囊13充气，当子级结构进入大气层后，采用压缩机充气，或者采用压缩机对高压气瓶进行补气，仍然采用高压气瓶对支气囊13进行充气过程，从而使得第二气囊从收拢状态切换到展开状态；相反，当需要将第二气囊内气体排出时，可以反向地将第二气囊内的气体抽回到高压气瓶内，或者在第二气囊上设有排气口，将第二气囊内的气体排出，从而实现第二气囊从展开状态切换到收拢状态，对应地排气口上设有可拆卸地密封盖。

伸缩组件将刚性连接件2可伸缩地设在箭体6上，如图7和图8所示，伸缩组件包括多个伸缩杆，多个伸缩杆沿刚性连接件2的周向均匀分布，伸缩杆的一端与刚性连接件2连接，另一端与箭体6的头部连接。

对于每个伸缩杆而言，如图8所示，每个伸缩杆包括第一杆41、第二杆42及弹性锁紧件43，为便于表示，将第一杆41的两端分别表述为第一端和第二端，将第二杆42的两端分别表述为第三端和第四端。第一杆41的第一端固定在刚性连接件2上，比如采用铰接方式固定，第二杆42的第三端套在第一杆41的第二端上，第二杆42的第四端固定在箭体6上，比如也采用铰接方式固定。

第一杆41和第二杆42套设后的可重叠区域的位置中，第二杆42的侧壁上设置多个间隔的第一开孔421，第一杆41的外壁面上径向凸出设有弹性锁紧件43，比如弹性锁紧件43为弹性凸起或柱塞，当第一杆41受驱动力(下文中提及)的驱动下，第一杆41朝向远离第二杆42方向运动，此时弹性锁紧件43被压缩并在第二杆42内滑动，当第一杆41向外伸出到位时，此时弹性锁紧件43刚好位于一个第一开421孔处，弹性锁紧件43在释放压缩量而弹出在第一开孔421内，从而将第一杆41和第二杆42锁定。

可选地，为了增强第一杆41与第二杆42连接牢固性，在第一杆41的轴向上布置多个弹性锁紧件，当第一杆41滑动到位时，弹性锁紧件一一对应地弹出在第一开孔内；或者还可以在第一杆41的周向上布置多个弹性锁紧件，第二杆42上的周向上布置多个第一开孔，从而来加强第一杆41和第二杆42的连接牢固性。

另外，气动减速机构还包括伞包5，当第二气囊未充气之前，伞包5通过爆炸螺栓固定在箭体6的头部上，一般箭体的头部设有舱室，该舱室与伞包之间形成容纳腔体，收拢后的第二气囊被装入伞包5内。当需要第二气囊展开时，爆炸螺栓先爆炸，爆炸螺栓解除伞包与箭体前端之间的锁紧力，之后箭体上的高压气瓶释放高压气体，该高压气体驱动伞包与箭体的前端分离，或者通过设置小火箭来牵引伞包，使伞包与箭体6的前端分离，伞包5与第二气囊之间通过一个牵引部件连接，比如牵引部件为柔性耐高温的钢丝，伞包5向远离箭体6伸出时，给第二气囊施加驱动力，进而带动第二气囊和刚性连接件2从箭体6的头部上拉出，刚性连接件2向外伸出的同时，带动第一杆41向外伸出，从而使得伸缩杆处于伸出状态；对应地充气装置给各个支气囊13内充气气体，从而使得第二气囊从起始的收拢并收纳在伞包5的状态，切换到展开状态。或者，可以将伞包替换为高压套筒。

气动防撞机构具有适于罩设在箭体6的尾部上，并可在收拢状态与展开状态之间变换的可充气的第一气囊7，也即，第一气囊7的背风面围成的凹陷区域，第一气囊7在展开状态时适于罩在箭体的尾部外。本实施例中，第一气囊7的结构与第二气囊的结构相同，不用之处仅在于：由于第一气囊7是在箭体着陆时起到缓冲的作用，不处于高温环境，因而第一气囊7的外壁面无需设置隔热层和防烧蚀层，其他结构与第二气囊的结构均相同，第一气囊7也是通过刚性连接件及伸缩组件与箭体连接，箭体上也设置上述的调整组件，对第一气囊7的姿态进行调整，相关内容请参见第二气囊的表述内容，在此不再赘述。最佳地，第一气囊7和第二气囊在箭体上呈对称布置。

此实施方式的子级结构，首先，第二气囊外壁面上设置隔热层31和防烧蚀层32，由于防烧蚀层除了它的隔热性能外，还由于它在汽化时能吸收大量的热，以降低第二气囊所处环境的温度，即使防烧蚀层烧毁掉，其也能够带走一定热量，降低第二气囊所处环境的温度，使得第二气囊能够在高空高温环境中使用时，第二气囊不会被烧毁掉，第二气囊可以对箭体6进行减速；其次，第二气囊被设置为对称的大钝头，并在第二气囊内设置柔性肋条14，使得第二气囊抗外界冲击性强和气动稳定性，第二气囊着陆的位置在可控范围内；之后，第二气囊在未使用之前，第二气囊呈收拢状态并被收纳在伞包5内，减少减速装置的重量和所占用的体积，使其结构紧凑；在箭体6返回大气层并着陆在地面的整个过程中，只需设置一个该气动减速机构即可完成高空高温减速和缓冲着陆；由于设置气动防撞结构，使得箭体的尾部在着陆时，第一气囊7充气后对箭体的尾部起到缓冲作用，使得箭体的尾部会直接撞击在地面上，避免箭体的尾部损伤，从而使得该子级结构实现气动减速器的柔性、可折叠、热防护、耐高温、气动稳定性及尾部着陆防撞的一体化设置。

作为实施例1的第一个可替换的实施方式，调整组件还可以被替换为其他结构，比如，调整组件包括设在第二气囊外壁面与隔热层31之间的第一磁性层，采用永磁体材料制成，设在箭体6上的第二磁性体，第二磁性体采用软磁材料制成，给第二磁性体通交流电，使得第二磁性体产生极性，比如，通正向电，第二磁性体面向第一磁性层的一端极性为S极，通反向电，第二磁性体面向第一磁性层的极性为N极，从而第二磁性体对第二气囊产生向外的排斥力或吸附力，从而来对第二气囊的展开姿态进行调整。在实际使用过程中，还设置第二气囊飞行过程的姿态检测器，比如相机来根据拍照获取第二气囊的姿态，作为进一步的变形，还可以不设置上述的调整组件。

作为实施例1的第二个可替换的实施方式，伸缩组件中的伸缩杆可以为其他数量，比如伸缩杆为一个、两个、三个、四个等等，设置一个伸缩杆时，伸缩杆的第一杆的第一端直接固定在刚性连接件2的端部上；设置多个伸缩杆时，多个伸缩杆布置在刚性连接件2的外周，从而使得刚性连接件2相对箭体6可伸缩的同时，对刚性连接件2的支撑作用越大，进而使得第二气囊的姿态保持在所需的对称状态；伸缩杆还可以被替换为弹性部件，比如弹簧。弹簧的两端分别连接于刚性连接件2和箭体6，或者作为变形，还可以不设置伸缩组件。

作为实施例1的第三个可替换的实施方式，柔性肋条14还可以不设置，此时第二气囊主要依靠自身外形的对称性和高压气体的作用，使得第二气囊保持气动稳定性。

作为实施例1的第四个可替换的实施方式，第二气囊还可以呈一个整体，不设置呈多个支气囊13，可以在第二气囊上对称设充气口，采用两个高压气瓶同时对第二气囊充气，保证第二气囊的对称性。

作为实施例1的第五个可替换的实施方式，头部11可以不呈球冠状，比如，头部11呈子弹头的形状；或者，气动头1呈回转体，第二气囊的直径沿其轴向由迎风面朝向背风面方向逐渐增大，第二气囊展开状态时也能使得第二气囊呈对称结构，使得第二气囊保持良好的气动稳定性。类似地，第一气囊的结构与第二气囊的结构类似，在此不再赘述，请参见第二气囊的结构，但第一气囊的外壁面无需设置上述的隔热层及防烧蚀层。

作为实施例1的第六个可替换的实施方式，还可以不设置上述的隔热层，仅设置防烧蚀即可。

实施例2

本实施例提供一种子级结构，与实施例1中提供的子级结构的区别仅在于：第一气囊的结构不同，本实施例中的气动防撞机构还可以其他形状的气囊，比如U型气囊，S型气囊，V型气囊或者其他形状的气囊都可以，该气囊能罩设在箭体的尾部上，避免箭体在着陆时，箭体的尾部直接与地面撞击即可。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种子级结构，其特征在于，包括

箭体(6)；

气动防撞机构，设在所述箭体上并具有可在收拢状态与展开状态之间变换的可充气的第一气囊(7)；

气动减速机构，设在所述箭体(6)上，其包括

气动头(1)，为可在收拢状态与展开状态之间变换的可充气的第二气囊；所述第二气囊在所述展开状态时呈回转体状且所述第二气囊的直径沿其轴向由第二气囊的迎风面朝向第二气囊的背风面方向逐渐增大；

至少一层防烧蚀层(32)，设在第二气囊的外壁面上；

所述第一气囊(7)和第二气囊在展开状态时适于分别罩设在所述箭体(6)的尾部和头部外。

2.根据权利要求1所述的子级结构，其特征在于，所述气动减速机构还包括设在所述第二气囊外壁面与所述防烧蚀层(32)之间的至少一层隔热层(31)。

3.根据权利要求1所述的子级结构，其特征在于，所述第二气囊包括头部(11)及设在所述头部(11)的末端上的倒锥体(12)，所述头部(11)的母线为光滑曲线。

4.根据权利要求3所述的子级结构，其特征在于，所述头部(11)呈球冠状。

5.根据权利要求1－4中任一项所述的子级结构，其特征在于，所述第二气囊和/第一气囊(7)包括沿其周向依次首尾连接的至少两个支气囊(13)；

相邻两个所述支气囊(13)密封隔开，每个所述支气囊(13)上设有充气口。

6.根据权利要求5所述的子级结构，其特征在于，任意相邻两个支气囊(13)通过设在各自所在的第一气囊(7)内或第二气囊内的柔性肋条(14)密封隔断；或者

任一支气囊(13)内设置有至少一个柔性肋条(14)；或者，第一气囊或第二气囊内设置有至少一个柔性肋条(14)，所述柔性肋条(14)沿各自所在的气囊的周向跨越所有所述支气囊(13)。

7.根据权利要求6所述的子级结构，其特征在于，当任一支气囊(13)内设置有至少一个柔性肋条(14)；或者，第一气囊或第二气囊内设置有至少一个柔性肋条(14)，所述柔性肋条(14)沿各自所在气囊的周向跨越所有支气囊(13)时，所述柔性肋条(14)为至少两个，所有所述柔性肋条(14)沿各自所在气囊的轴向呈层叠布置在对应的气囊上。

8.根据权利要求1－4中任一项所述的子级结构，其特征在于，所述第一气囊(7)和/或第二气囊通过嵌装在各自的背风面围成的凹陷区域内的刚性连接件(2)以固定在所述箭体(6)上；

所述第二气囊或第一气囊(7)适于罩住各自对应的所述刚性连接件(2)。

9.根据权利要求8所述的子级结构，其特征在于，所述刚性连接件(2)通过伸缩组件沿各自所在气囊的轴向可伸缩地设在箭体(6)上。

10.根据权利要求1－4中任一项所述的子级结构，其特征在于，所述第一气囊(7)在所述展开状态时呈回转体状且所述第一气囊(7)的直径沿其轴向由第一气囊的迎风面朝向第一气囊的背风面方向逐渐增大。

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