[实用新型]大型高压多气室排气式回收气囊

说明书

技术领域

本实用新型属于大型航天器地面分离试验缓冲回收技术领域，具体涉及一种大型高压多气室排气式回收气囊。

背景技术

大型运载火箭在靶场发射前，必须进行相应的地面验证试验，随着我国航天事业的飞速发展，对运载火箭的运载能力要求越来越高，火箭的整体尺寸也越来越大，为了降低其本身重量，提高火箭有效载荷运载能力，火箭的结构要求越来越薄。因此，在地面进行大型分离试验中，极易可能导致产品的损伤、破坏。

对于过去较大形结构的地面分离回收，国内通常采用铺设海绵类泡沫材料、沙子等方法，得出了一些回收经验参数。但该方法即存在缓冲过载不易调节的困难，又存在回收体发生反弹造成二次冲击的危险，且在试验现场需要配备大量厚度的缓冲材料，费时费力。上世纪90年代美国、俄罗斯等航天大国开始采用气囊缓冲系统实现探测器的软着陆。例如，1997年的“火星探路者号”和2004年“勇气号”、“机遇号”火星探测器均采用了气囊缓冲系统实现软着陆。随着我国航天事业的发展，地面分离试验回收产品的尺寸越来越大，重量越来越重，结构刚度越来越低，而分离速度则越来越大，因此，设计采用全新的高强度气囊缓冲回收方案成为一个全新研究领域。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种产生峰值约4.5g、脉宽约500ms且易于调节的大型高压多气室排气式缓冲回收装置，使其能够满足对直径2m以上、高度20m 以上、重量约10吨以上、速度约10m/s的大型薄壳航天器结构的安全回收。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为，一种大型高压多气室排气式回收气囊，其外形为对称结构，囊体外壳内包含八个气室；囊体两端为半圆形，分别由两个气室组成；囊体中间为圆柱形，由四个气室组成；每个气室均开有一个排气口；囊体相连接的气室之间通有通气孔；囊体侧面底部开有一个充气孔，囊体中间部位侧面底部开有一个用于放置测压传感器的测压孔。

所述排气口包括底座、压板和排气膜片；其中，底座和压板为圆环型，底座亦为圆环型，但其截面呈侧“凹”型，囊体外壳通过缝合线缝合在底座外壁，底座、压板之间压有排气膜片，底座、排气膜片、压板通过一圈螺钉紧固。

所述压板为铝制，底座为普通A3钢制。

所述囊体外壳为密封化工凯夫拉材料。

所述排气膜片的失效强度为0.12大气压。

所述排气孔通过24个螺钉及爆破膜片、厚度为1mm圆形盖板进行封闭。

本实用新型能够实现大长细比缓冲结构的缓冲问题；通过调节排气口面积和破膜压力可以方便调节缓冲过载时间历程；解决了国家重点航天型号产品的缓冲回收难题，为型号研制工作提供了有力的试验支撑。

附图说明

图1为本实用新型的主视图。

图2为本实用新型的俯视图。

图3为排气口结构图。

图中，1-排气口，2-隔墙，3-通气孔，4-囊体外壳，5-充气孔，6-排气膜片，7-测压孔，8-底座，9-压板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步描述。

一种大型高压多气室排气式回收气囊，如图1、2所示，其外形为对称结构，囊体外壳4内包含八个气室；囊体两端为半圆形，分别由两个气室组成；囊体中间为圆柱形，由四个气室组成；每个气室均开有一个排气口1其作用为控制气囊的排气过程，限制缓冲过载，并保持缓冲过程稳定性；囊体相连接的气室之间通有通气孔3；囊体侧面底部开有一个充气孔5，囊体中间部位侧面底部开有一个用于放置测压传感器的测压孔7。

排气口1如图3所示，包括底座8、压板9和排气膜片6；其中，底座8和压板9为圆环型，底座8亦为圆环型，但其截面呈侧“凹”型，囊体外壳4通过缝合线缝合在底座8外壁，底座8、压板9之间压有排气膜片6，底座8、排气膜片6、压板9通过一圈螺钉紧固。

压板9为铝制，底座8为普通A3钢制。囊体外壳4材料选择9000N/5cm密封不漏气化工凯夫拉材料，并选择高强度缝合线在连接处缝制，达到整体9000N/5cm的强度设计要求，按照图1进行缝合设计。排气孔外径及螺钉布置选择为按图3进行。通过预试验确定爆破膜片的动态失效强度，试验中选定膜片失效强度为0.12大气压。排气孔1通过24个螺钉及爆破膜片、厚度为1mm圆形盖板进行封闭。

使用时，在囊体下方铺设厚度为300mm的软沙作为二级缓冲。将压力传感器通过测压孔7放置口放入气囊内部。将封闭好的折叠气囊按正确方位水平放置在软沙上。

上面对本实用新型的实施例作了详细说明，上述实施方式仅为本实用新型的最优实施例，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。