[发明专利]一种航天器软着陆用触地信号装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种航天器软着陆用触地信号装置，属于航天器技术领域。

背景技术

航天器在轨高速运行时，速度一般为数千米每秒至数十千米每秒。对于有着陆要求的航天器，包括地球着陆器及月球着陆器等，在着陆下降段，要不断减小航天器的速度。尤其是当航天器接近地面后，需要依靠反推发动机减小着陆速度直至速度大小基本为零，实现航天器的软着陆，减小着陆冲击对航天器结构及宇航员造成的不利影响。为保障安全、顺利的着陆，当航天器与着陆地面相接触后，需将触地信息反馈给航天器控制系统，使反推发动机及时关机，避免发生倾倒，进而威胁着陆安全。

触地信号装置一般安装在航天器下方，当航天器与着陆地面相接触后，能够及时获取触地信息，发出触地信号。由于着陆环境的复杂性，尤其是地面浮尘的影响，很可能导致伽马仪等测距设备不能准确判断航天器距地面的距离，给出错误信号，进而威胁着陆安全。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种航天器软着陆用触地信号装置，结构简单、受环境因素影响小、触发力调整方便的航天器软着陆用触地信号装置，在轴向、横向及两方向合力作用下均能实现触发。

本发明装置包括：底座、安装筒、限位座、随动杆、法兰、波纹管、球帽、预紧弹簧、垫片、盖型螺母和微动开关；

底座一端为带有外螺纹的空心圆柱体，另一端为两个耳片；安装筒为一个两端均有内、外螺纹的空心圆柱体；限位座（3）开有中心孔，右侧以中心孔为圆心开有凹槽；随动杆（4）为带有凸台的直杆，两端分别为半球头和螺纹；法兰（5）、波纹管（6）和球帽（7）组成了波纹管组件；安装筒两端的内螺纹孔分别与底座和限位座螺纹连接，与底座连接一端的外螺纹提供了与外界结构的装配接口，另一端的外螺纹与波纹管组件的法兰连接；法兰、波纹管和球帽组成了波纹管组件，波纹管与法兰和球帽为焊接连接；

限位座的中心孔与随动杆为间隙配合，随动杆的配合段喷涂二硫化钼润滑膜，减小摩擦以及防止真空冷焊现象；随动杆配合段的中间部分，限位座的中心孔直径大于随动杆的直径，减小二者间的滑动摩擦；随动杆为带有凸台的直杆，两端分别为半球头和螺纹；球帽受到载荷作用时产生运动，球帽的内表面与随动杆的半球头相配合，带动随动杆产生轴向运动；随动杆的半球头外表面喷涂二硫化钼润滑膜，防止真空冷焊现象；预紧弹簧由随动杆和限位座压紧在随动杆的凸台和限位座的凹槽之间，提供随动杆的轴向预紧载荷；

随动杆穿过限位座中心孔的螺纹端，与垫片和盖型螺母螺纹连接；垫片和盖型螺母与限位座紧密配合，使随动杆不能向右运动，保证了随动杆的轴向定位和预紧弹簧的预紧力；微动开关安装在底座的耳片上。

微动开关的触点与盖型螺母之间留有一定间距，该间距由装配尺寸链及底座、安装筒、限位座、随动杆、垫片、盖型螺母和微动开关的尺寸公差共同保证。

波纹管具有一定的柔性，当球帽受轴向、横向及两方向合力作用下，球帽均能带动随动杆产生轴向运动，进而触发微动开关，给出信号。

预紧弹簧的预紧力大小确定了触发力的门限值。当随动杆受力小于预紧弹簧的预紧力时，随动杆不能产生轴向运动，不会触发微动开关，可有效避免误触发现象发生。预紧力的大小根据信号装置在火箭发射段所承受的力学环境条件确定。火箭发射段，预紧弹簧的预紧力F₁应大于随动杆及球帽的作用力F₂。F₂如下式所示：

F₂＝Ma_max

其中F₂：随动杆及球帽对预紧弹簧施加的最大载荷；M:随动杆及球帽的质量之和；a_max：发射段信号装置所承受的最大加速度。

预紧弹簧的预紧力F₁大小按下式调整：

F1=Gd48nD3η(l-h)]]>