一种可重复使用的半自动式飞行器减速伞及其附带装置的制作方法

一种可重复使用的半自动式飞行器减速伞及其附带装置


背景技术：
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[0001]
飞行器减速伞是一种在飞行器重返大气层时使用的降落伞，目前绝大多数飞行器减速伞都是一次性的.
[0002]
在美国宇航局公布的航天飞机重返大气层的过程的一次录像中，降落伞在飞机在跑到上滑行时被展开，在数十秒之后航天飞机的速度已经减至很低，降落伞被自动切断并抛在飞机的后方，由此可见航天飞机所使用的降落伞是一次性的降落伞.
[0003]
为了避免在未来的空间开发和利用中降落伞的一次性使用，提出了一种非即用即弃的减速伞，也就是本专利中提出的减速伞，这种减速伞在发挥减速作用后不会被自动切断，且在飞行器不再滑行后被收入减速伞收纳仓中，且这一过程需要人为辅助才能按预期进行，因此称之为半自动式的.
[0004]
技术领域：飞行器减速伞；飞行器减速伞自动收拢装置；飞行器附件；飞行器减速伞附件
[0005]
说明部分：
[0006]
该减速伞并不完全由软绳和伞面构成.
[0007]
减速伞连带一种类似波纹管的结构，但和真正意义上的波纹管有很大区别，如图2所示，数个相同的环状结构被弹簧所连，下文统一把这种环状结构称为扩张管(图1).
[0008]
这种管状结构彼此通过一种劲度系数较大的弹簧(3)连接，弹簧被安放在弹簧糟中(2)，每个扩张管上附有4个弹簧.
[0009]
每个扩张管的壁上附有减速伞系绳滑槽(1，18)，该槽的作用是诱导减速伞各系绳(6，7)的受力方向，使得减速伞系绳(6，7)可以被绞盘(5)收拢.
[0010]
扩张管本身在减速伞收紧时位于收纳仓的滑槽中.
[0011]
绞盘的设置如图2所示.
[0012]
绞盘的作用是在绳自然伸长后可以自动收拢减速伞，但前提条件是系绳处于自然伸直状态，因此减速伞的收拢需要人为辅助.
[0013]
绞盘由电机驱动，每两股绳合用一个绞盘和电机(图中为了清晰起见只画出了一根系绳).
[0014]
为了避免降落伞在滑行时被拖在地面上，绞盘电机可以在飞船还处于滑行状态时启动以便能收紧系绳(6，7)，因为系绳仍处于拉伸状态且受外力并不太大，所以这种收紧相对是比较可靠的.
[0015]
为了节省系统总质量，每两股系绳(6，7)合用一个滑槽，且合用一个绞盘(5)如图2所示(假设减速伞共有八根系绳)，绞盘由电机驱动，绞盘和电机位于收纳仓内，是减速伞收纳仓的一部分.
[0016]
采用如图3，5所示的履带式齿轮(11)让管状结构缓慢收拢至减速伞收纳仓中，这种齿轮齿(8)之间的间距是相等的，距离大致等于弹簧处于力学平衡状态时扩张管之间的间距.
[0017]
为了减少重量，扩张管的材质选用硬质塑料，但出于避免磨损的考虑，降落伞系绳
滑槽(1，18)由金属构成，为了进一步减少重量，对各扩展管的中心开一圆孔(4).
[0018]
同一个扩张管的滑槽与滑槽之间等距，因此扩张管有轴对称结构，而齿轮只有两个，齿轮位于彼此的对侧且与扩张管上的减速伞系绳滑槽(1，18)错开，如图3，4，5，6所示.
[0019]
履带形齿轮有两个轴(ab或a
’
b
’
或14)，接机械传动装置(10)，这个机械传动装置可以改变履带形齿轮(11)与扩张管之间的相对位置，当履带形齿轮被机械传动装置提升至不再卡住扩张管的位置且减速伞收纳仓的仓门打开时，由于弹簧储备了弹性势能，可使得降落伞被弹出，在降落伞被弹出的过程中，绞盘电机处于关机状态，绞盘可在外力下转动，降落伞系绳(6，7)可以被拉出降落伞收纳仓中.
[0020]
此外履带形齿轮由电机驱动，电机的齿轮位于内侧，在履带形齿轮改变位置时可与电机齿轮卡紧或脱离.
[0021]
机械传动装置的轴(10)被安放在有一定纵深的槽中(图中未体现)，齿轮槽与放置降落伞扩张管的槽是彼此垂直的.
[0022]
扩张管的个数应该保证能被履带形齿轮完全收拢至收纳仓中.
[0023]
减速伞伞面的顶端有一小伞，小伞只与降落伞伞面相连，小伞的作用是让降落伞进一步脱离收纳仓(附图中未体现).
[0024]
如图7所示，最后一级扩张管被挡板(17)卡住，两个挡板位于彼此的对侧且与系绳滑槽(1，18)和履带形齿轮(11) 错开，挡板是收纳仓的一部分，且与收纳仓的弹簧(16)所固连，挡板卡紧了最后一级扩张管阻止扩张管在减速伞打开的过程中被完全弹出减速伞收纳仓(扩张管滑槽)中.
[0025]
整个结构被嵌在与飞行器固连的滑槽中(是收纳仓固有的滑槽)，独立于最后一级夹板滑槽(附图中没有体现).
[0026]
减速伞伞面本身需要人工才能完全收回减速伞收纳仓中.
[0027]
优点：节省了降落伞，增加了重复利用率，节省了劳力，避免了材料的浪费.
[0028]
缺点：增加了系统复杂程度和重量，可能会导致系统可靠性的降低.
[0029]
附图即为一例：数个扩张管与弹簧相连，最后一级扩张管被卡槽(15)卡住，卡槽与系绳滑槽(1，18)错开了45度角，卡槽与弹簧(16)一端固连，弹簧(16)另一端与收纳仓基座固连，两个弹簧(16)是相同材质相同长度的.
[0030]
履带式齿轮齿间距已被设置为弹簧处于平衡状态时的长度与扩张管宽度之和；履带式齿轮有5个齿，履带形齿轮与系绳滑槽(1，18)错开了45度角.
[0031]
所有的轴都被放置在相应的滑槽中，图中为了简单起见没有画出轴所处的滑槽，滑槽起到防止各传动轴非必要位移的作用.
[0032]
履带式齿轮(11)的材质是橡胶，被紧绷于两个轴(ab或a
’
b
’
或14)之间，轴上固连一个正16边形的套筒，轴(ab 或a
’
b
’
或14)之间由杆(9)固定，轴(ab或a
’
b
’
或14)上接机械传动装置(10)，两个电机位于内侧，此外还应该在 ab(a
’
b
’
)两轴间外加一个传动轴(图中未体现).实际设计中或可使用刚性铰链代替橡胶.
[0033]
机械传动装置只接在履带形齿轮的一根轴上，单根轴上接了两个机械传动装置，另一根轴需要额外的装置保持位置和转速，实际设计中或可让履带式传动装置的两轴(ab或a
’
b
’
或14)上都接机械传动装置.
[0034]
轴a与a
’
或b与b
’
之间可能需要额外的传动杆来同步轴的运动.
[0035]
为了让履带式结构不打滑可让履带式齿轮(11)内侧设齿并与轴(a，b，a
’
，b
’
)上的齿卡紧(附图中未体现).
[0036]
12和13为简单的圆柱齿轮结构，实际设计中也可采用圆锥齿轮等其他齿轮来传动.
具体实施方式：
[0037]
为了避免降落伞在滑行时被拖在地面上，绞盘电机可以在飞船还处于滑行状态时启动以便能收紧系绳(6，7)，因为系绳仍处于拉伸状态且受外力并不太大，所以这种收紧相对是比较可靠的.
[0038]
在飞行器滑行时，收纳仓的仓门打开，然后两个机械传动装置把履带式齿轮拉离扩张管，减速伞系统由于弹性势能弹出仓外，电机出于关机状态，减速伞由于空气阻力完全张开的过程中，伞上系绳(6，7)被拉离绞盘，最后一级扩张管上附带的装置(图7)阻止扩张管完全弹出减速伞收纳仓.
[0039]
在飞行器速度已经减至很低时，机械传动装置启动，并让履带形齿轮卡紧扩张管，然后电机开始运行，绞盘电机收拢减速伞系绳(6，7)，履带形齿轮电机收紧扩张管，收紧到一定程度后电机停止，然后由人工进行进一步的收拢(包括打包减速伞，让仍处于舱外的扩张管收回减速伞收纳仓中，闭合收纳仓仓门等).
附图说明：
[0040]
附图采用了类似三视图的表现手法，但出于清晰和简洁的考量并不标准.
[0041]
图3，5，6中有些被遮挡的部分因清晰度所限没有用虚线表示.
[0042]
所有附图中的弹簧简单的使用了折线来表示.
[0043]
12和13为简单的圆柱齿轮结构.
[0044]
图3，4，5，6，7中的扩张管已旋转45度角
[0045]
图3，5中的齿轮未画出.
[0046]
图6中的侧视图中未画齿轮.
[0047]
图1为单个扩张管侧视图与主视图，主视图中采用了部分剖视图的表现手法.
[0048]
图1中的扩张管部分剖视图中为了表明系绳滑槽和管壁使用了不同的材料，采用了不同的填充线.
[0049]
图2为减速伞系绳收拢装置的概观.
[0050]
图3为扩张管收拢装置的侧视图.
[0051]
图4为扩张管收拢装置的主视图.
[0052]
图5为扩张管收拢装置的单侧局部放大图且为侧视图.
[0053]
图6为扩张管收拢装置概观.
[0054]
图7为最后一级扩张管及其附带装置侧视图。

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