[发明专利]抑制降落伞自旋的控制装置、降落伞及控制方法

说明书

本发明公开了一种抑制降落伞自旋的控制装置、降落伞及控制方法，包括遥控器、定形薄板、控制机构和扰流板；所述定形薄板上加工有通孔，所述通孔内设置有扰流板，并且所述扰流板的外径同所述通孔内径间隙配合；所述扰流板通过纵向轴安装于所述定形薄板的通孔内，并且所述纵向轴端部传动连接有控制机构；所述控制机构包括供电部分、接收部分和执行部分。本发明所述的抑制降落伞自旋的控制装置、降落伞及控制方法，具体为通过改变扰流板开度使从伞衣冲出的气流的流量及流速发生改变，从而达到消除降落伞的自旋的目的，还能够达到对降落伞的下落速度和方向进行控制。

技术领域

本发明涉及飞行器设计技术领域，一种抑制降落伞自旋的控制装置、降落伞及控制方法。

背景技术

目前，降落伞作为一种减速装备在人员和物资投放，航天器着陆和回收领域发挥着不可替代的作用。

在航天任务中无论是探测器回收着陆还是航天飞船返回过程中对降落伞的可靠性、稳定性以及落点的精度有着相当高的要求。

而在实际应用中，降落伞在下降过程中会存在多种非稳态的运动特征，如由于伞衣和伞绳的弹性与压力的耦合作用会使伞衣发生“呼吸”现象，降落伞摇摆和旋转相耦合引起的“锥摆”运动等，这些都会对降落伞的可靠性和稳定性产生不利影响。

现有的利用开孔控制降落伞下落方向的技术虽然能在一定程度上对降落伞的下落方向进行控制，但无法做到在降落伞下落过程中消除降落伞的自旋，也无法控制降落伞的偏航角，因此降落伞下落过程中难以对降落伞的下落方向和速度进行更加精确有效的控制，难以保证落点的精度。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种抑制降落伞自旋的控制装置、降落伞及控制方法，用于解决现有的开孔控制降落伞下落方向的技术，虽然能在一定程度上对降落伞的下落方向进行控制，但无法做到在降落伞下落过程中消除降落伞的自旋，也无法控制降落伞的偏航角的缺点。本发明采用的技术手段如下：

一种抑制降落伞自旋的控制装置，包括遥控器、定形薄板、控制机构和扰流板；所述定形薄板上加工有通孔，所述通孔内设置有扰流板，并且所述扰流板的外径同所述通孔内径间隙配合；所述扰流板通过纵向轴安装于所述定形薄板的通孔内，并且所述纵向轴端部传动连接有控制机构；所述控制机构包括供电部分、接收部分和执行部分，所述供电部分为锂电池，所述接收部分为接收机，所述执行部分为舵机；所述接收机能够接收所述遥控器的控制信号，控制舵机驱动纵向轴及扰流板转动。

作为优选所述的定形薄板为碳纤维板。

一种降落伞，包括伞衣和设置于所述伞衣上的控制装置，所述控制装置为上述的抑制降落伞自旋的控制装置；所述伞衣上加工有四个圆形孔洞，并且四个所述圆形孔洞以伞衣中心为中心对称分布在四个方向上，使四个所述圆形孔洞在圆周方向上规则设置，所述控制装置中的定形薄板同所述圆形孔洞的内沿连接固定。

当所述控制装置中的扰流板转角为0°时，圆形孔洞被覆盖，相当于伞衣未开孔的状态；当所述控制装置中的扰流板转角绝对值到达90°时，圆形孔洞完全敞开，降落伞的伞衣会受到垂直于孔洞、方向朝向降落伞中轴的力；当所述控制装置中的扰流板转角为锐角时，伞衣会受到一个不通过降落伞中轴的力，此力还会对降落伞产生一个转矩，正负锐角产生的转矩方向相反，大小相同、正负相异的锐角会产生大小相同、方向相反的转矩。

一种上述降落伞的控制方法，包括以下步骤：当需要抑制降落伞自转时，驱动四块扰流板转动相同的角度，处于相对位置的两块扰流板处会产生大小相等、方向相反的作用力，这对作用力仅会对降落伞中轴产生转矩而不会引起其它状态的改变；另外两块扰流板也仅会对降落伞产生大小相等、方向相同的转矩；若降落伞发生自转，则控制这两组扰流板产生与降落伞自转方向相反的转矩，抑制降落伞的自旋。