[发明专利]一种基于桁架结构的载人月面着陆器

说明书

本发明公开了一种基于桁架结构的载人月面着陆器，涉及航天器技术领域，所述着陆器能够实现试验发射和变轨，其包括：上升级和下降级，二者之间通过连接分离机构连接或分离，所述连接分离机构能够实现下降阶段上升级和下降级的连接以及上升级上升前与下降级的分离；其中，下降级采用桁架结构，其能够支撑上升级、充当着陆腿，且能够作为仪器舱；上升级能够载人。

技术领域

本发明涉及航天器技术领域，具体涉及一种基于桁架结构的载人月面着陆器。

背景技术

载人登月是月球探测工程和载人航天工程的技术融合和创新发展，也是我国未来载人深空探测所要迈出的第一步，为实现载人登月，一种可适应于载人月面着陆及上升的飞行器是完成载人月球探测的关键飞行器。与无人月面着陆器相比，载人月面着陆器需要满足航天员月面着陆、上升等阶段的生活、工作需求，保证航天员的安全，并安装探测相关的必要载荷及设备，载人月面着陆器较无人月球探测工程难度极大提升。

目前国内外已经成功实现载人登月任务的月面着陆器仅有美国的“阿波罗计划”的登月着陆器，其采用“土星五号”运载火箭进行发射，截止到目前，国内外的运载能力仍远远达不到“土星五号”的能力。随着我国航天技术的不断发展和需求的增加，基于我国的载人登月实际需求及能力，有必要设计一种大承载、轻量化的月面着陆器，以适应我国载人航天需求及能力。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于桁架结构的载人月面着陆器，既能够满足航天员在月面着陆并离开月面的需求，提供航天员赖以生存及工作的空间；又能够提供包括贮箱结构、着陆缓冲机构、发动机以及其他载荷设备的安装空间。

本发明的技术方案为：一种基于桁架结构的载人月面着陆器，所述着陆器能够实现试验发射和变轨，其包括：上升级和下降级，二者之间通过连接分离机构连接或分离，所述连接分离机构能够实现下降阶段上升级和下降级的连接以及上升级上升前与下降级的分离；其中，下降级采用桁架结构，其能够支撑上升级、充当着陆腿，且能够作为仪器舱；上升级能够载人。

优选地，所述上升级包括：密封舱、对接机构和发动机支架；

所述密封舱为圆柱形舱体，其顶部布置对接机构和对接舱门，航天员在月面下降阶段及上升阶段均在密封舱内，且能够从对接舱门和对接机构进入外部航天器；所述密封舱的外圆周面上通过发动机支架均匀连接偶数个上升发动机，用于为上升级上升提供动力。

优选地，所述密封舱的外圆周面上均匀布置四个上升发动机，四个上升发动机之间形成四个安装区域，相对的两个安装区域分别布置一组贮箱Ⅰ，每组贮箱Ⅰ包括对称设置的两个贮箱Ⅰ；另外两个相对的安装区域中设置一个以上出舱舱门，用于密封舱中的航天员出舱。

优选地，所述密封舱采用壁板式结构或桁条加蒙皮组合式结构或金属焊接结构或复合材料形成的结构。

优选地，所述下降级包括：主桁架、适配器和着陆发动机；

所述主桁架为偶数个着陆缓冲机构安装模块连接而成的具有支腿的正多边形棱柱状框架结构，适配器和所述连接分离机构设置在主桁架的顶端，主桁架的底端设有偶数个节点球，作为贮箱Ⅱ的安装接口并能够与运载对接框连接，底端中心安装着陆发动机，用于为下降级着陆提供动力；其中，贮箱Ⅱ安装在主桁架内部，每个着陆缓冲机构安装模块包括通过节点球连接为一体的两个以上贮箱安装模块和作为支腿的着陆缓冲机构，着陆缓冲机构通过节点球将着陆载荷传递到主桁架上。

优选地，每个所述贮箱安装模块为纵向杆系、横向杆系、短梁及节点球连接而成的具有两个安装空间的对称结构，使主桁架内部能够提供偶数个安装空间，用于安装贮箱Ⅱ或功能舱段。

优选地，所述纵向杆系和横向杆系均采用纺锤形结构。

优选地，所述纺锤形结构包括：纺锤形杆本体及设置在其两端的连接螺纹；其中，纺锤形杆本体中间粗、两端细，其采用碳纤维复合材料制成；两端连接螺纹用于与节点球连接。