[发明专利]一种适用于大角度展开机构的多层帐篷

说明书

技术领域

本发明属于航天器热控技术领域，具体涉及一种适用于大角度展开机构的多层帐篷。

背景技术

多层隔热材料在航天器上广泛应用，是航天器控制热流和温度的重要手段之一。实际使用时，多层隔热材料通常制成多层隔热组件，包扎在航天器相应部位，起到隔热、保温和控制温度的作用。对于转动机构通常采用多层帐篷的设计方法，将多层隔热组件做成圆筒状。圆筒状多层隔热组件的底部固定在机构的安装板上，圆筒状多层隔热组件的顶部固定在机构连接支架上。圆筒状多层隔热组件尺寸应留有一定余量，机构运动时连接支架带动多层隔热组件一起运动，这种设计方法能够有效地保证机构的工作温度。

随着航天技术的不断发展，机构的转动角度越来越大，传统的多层帐篷设计方法已经无法满足机构的设计要求。增加支撑结构成为多层帐篷设计的首选方法，当采用结构杆或结构板作为多层帐篷的支撑时，为了适应机构的大范围转动，结构杆或结构板需安装在机构运动包络范围外，使多层帐篷设计尺寸偏大，由于多层隔热组件具有柔软、疏松的特点，机构在展开过程中容易出现多层隔热组件在某个区域的积压，导致多层帐篷与机构发生接触，严重时会导致多层隔热组件与机构发生钩挂，影响机构转动。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，为航天器热控设计提供了一种适用于大角度展开机构的多层帐篷，该帐篷采用充气展开结构，与现有结构板/杆设计相比，降低了多层隔热组件的尺寸，减小了机构收拢时多层帐篷占用的空间，有效避免了帐篷展开后多层隔热组件的积压，以及与机构发生干涉的风险。

本发明的技术解决方案是：

一种适用于大角度展开机构的多层帐篷，包括多层隔热组件、充气支撑杆、柔性卡箍及充气系统；其中，多层隔热组件为双面镀铝聚酯膜和涤纶网交替叠合，且外表面粘有一层导电型聚酰亚胺薄膜镀铝二次表面镜；充气支撑杆由内胆、硬化层及外层构成，其中内胆为厚度100μm聚酰亚胺膜，硬化层为厚度100μm铝箔，外层为厚度150μm铝/聚酰亚胺复合膜，且充气支撑杆的外表面镀铝；

多层隔热组件的下摆固连于展开机构安装板上，充气支撑杆通过柔性卡箍固定于展开机构安装板和多层隔热组件的内表面上，充气系统与充气支撑杆相连。

进一步地，本发明所述内胆与硬化层之间、硬化层与外层之间由聚酰亚胺胶粘剂胶粘。

进一步地，本发明铝/聚酰亚胺复合膜在制备过程中先采用强碱将聚酰亚胺膜表面水解，通过离子交换将铝离子掺杂到聚酰亚胺表面，然后通过紫外灯曝光，使铝离子跟聚酰亚胺膜面粘附。

进一步地，本发明所述充气系统由氮气存储罐、气滤、压力传感器、充气控制电磁阀、单向阀及充气系统控制器组成；其中，

氮气存储罐的输出管路上依次连接气滤、压力传感器、充气控制电磁阀和单向阀；充气系统控制器分别与压力传感器和充气控制电磁阀相连，用于采集压力传感器信号，并为充气控制电磁阀提供驱动；充气系统的单向阀通过管路与所述充气支撑杆相连。

进一步地，本发明所述管路由钛合金制成，外径4mm，内径2mm。

进一步地，本发明柔性卡箍由柔性聚酰亚胺编织带和空心铜铆钉构成，所述柔性聚酰亚胺编织带由3条宽15mm，长300mm的聚酰亚胺条编织而成。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明多层帐篷设计，其利用充气支撑杆作为多层帐篷的支撑件，能够有效地适应收缩和展开后角度相差很大(大于90度)的机构，与采用结构支撑杆/板设计方法相比，降低了热设计的重量和体积。

(2)本发明充气支撑杆采用聚酰亚胺膜、铝箔、铝/聚酰亚胺复合膜热压方法制成充气支撑杆壁面材料，具有重量轻、可靠性高等特点，充气硬化后即便充气支撑杆内气体压力下降仍能具有较高的机械强度。

(3)本发明采用的充气展开技术，具有更高的设计灵活性，支撑结构的设计受航天器总体的限制减少。

(4)本发明采用的柔性卡箍技术，使充气支撑杆在多层帐篷内的安装工艺简单可行，并能很好的满足航天器经历的力学环境要求。

附图说明

图1为本发明多层帐篷未展开的示意图；

图2为本发明多层帐篷展开的示意图；

图3为本发明充气支撑杆结构图；

图4为本发明充气支撑杆的局部剖视图；

图5为本发明柔性卡箍结构图；

图6为本发明充气系统原理图；

其中，多层隔热组件-1，充气支撑杆-2，柔性卡箍-3，内胆-21，硬化层-22，外层-23，柔性聚酰亚胺编织带-31，空心铜铆钉-33。