[发明专利]一种用于航天器柔性充气舱的舷窗装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用在航天器充气舱的舷窗装置，属于航天器舷窗技术领域。

背景技术

航天器上的舷窗是航天员观察航天器外部设备或观察航天器外部空间环境的窗口。航天医学指出，长期在轨工作的航天员，通过舷窗观察地球可以平复航天员孤独的情绪。

舷窗的主要功能部件为透明的舷窗玻璃，由于舷窗玻璃在不适于在空间高低温、辐照、微流星、空间碎片等恶劣环境长期工作，舷窗通常有舷窗保护盖或舷窗挡板，当不需对外观察时，可以将舷窗挡板关闭，用于保护舷窗玻璃。

柔性充气舱概念是一种新兴的载人航天器领域，能够实现在轨建造超大型空间活动场所或行星居留地，是一种被认为可以全面取代刚性密封舱的新技术。柔性充气舱以柔性复合材料构建的，在发射时处于折叠状态，到达预定轨道后依靠气源的压力展开，并通过一定方法保持所期望构型的一种空间密封结构。

对于柔性充气舱，舷窗的设计除了实现基本观察功能外，还需要考虑舷窗自身与柔性蒙皮的刚柔连接问题，接口处既要保证连接强度，不产生过大应力集中，还需考虑连接处的密封问题。

柔性充气舱的蒙皮通常由多层构成，最基本的两层为气密层和增强层。气密层通常位于增强层内部，能有效阻止充气舱内气体的泄露，增强层起加强蒙皮耐压能力，用于承担气密层传递到增强层上的内压载荷。增强层通常由纵横交错的增强带构成，纵横交叉的增加带间距与充气舱的体积和内部压强相匹配。

发明内容

本发明解决的技术问题：克服现有技术的不足，提供了一种用于航天器柔性充气舱的舷窗装置，解决了航天器性充气舱的舷窗刚柔连接问题。

本发明采用的技术方案为：

一种用于航天器柔性充气舱的舷窗装置，包括：主基座、舷窗上盖、舷窗玻璃、挡板组件、控制轴组件、小齿轮、大齿轮、第五密封圈、第六密封圈和压紧法兰；

主基座为所述舷窗装置的主结构，为板状结构，中心开有圆形观察窗，舷窗上盖将舷窗玻璃压紧安装在主基座上，舷窗玻璃与主基座上的圆形观察口相匹配，主基座上有对应第五密封圈和第六密封圈的凹槽，压紧法兰通过第五密封圈和第六密封圈将航天器柔性充气舱的舱壁蒙皮压紧在主基座上，实现所述舷窗装置与航天器柔性充气舱之间的密封；

控制轴组件从主基座上的预留轴孔之中穿过，控制轴组件位于主基座下方的一端连接有小齿轮，小齿轮与大齿轮啮合，控制轴组件带动小齿轮转动，小齿轮带动大齿轮转动，从而使得挡板组件动作，实现主基座中间观察窗的开闭。

所述控制轴组件包括控制轴、密封垫、轴架、密封垫压套和顶丝；

控制轴安装在主基座的轴孔内，轴系上按照从上到下的顺序依次为轴架、密封垫、密封垫压套、密封垫、密封垫压套、密封垫、密封垫压套、密封垫、顶丝和小齿轮；控制轴与主基座的轴孔之间通过密封垫实现动密封。

所述档板组件包括挡板基座、翅片、滑销和撑杆；

挡板基座通过固定在其上的6个均布的撑杆与主基座固定连接，6个翅片均为类扇形结构，每个翅片圆弧外部均有一个连接片，该连接片与撑杆连接，使得翅片以对应的撑杆为圆心进行旋转；

挡板基座上开有六个均布的沟槽，滑销的一端固定在大齿轮上，滑销穿过翅片上的滑槽，滑销的另一端在挡板基座的相应沟槽内滑动，翅片进行旋转时，滑销对翅片进行导向和限位。还包括第一密封圈、第二密封圈、第三密封圈和第四密封圈；舷窗上盖与舷窗玻璃之间通过第一密封圈进行密封，舷窗玻璃的底面与主基座之间通过第四密封圈进行密封，舷窗玻璃的侧壁与主基座之间通过第二密封圈进行密封，舷窗上盖与主基座之间通过第三密封圈进行密封。

第五密封圈和第六密封圈同心安装且第五密封圈的直径小于第六密封圈的直径。还包括增强带和销轴，主基座的四周均布安装耳片，增强带的一端通过销轴固定在耳片上，另一端与航天器柔性充气舱的舱壁蒙皮上的增强带连接在一起。所述舷窗玻璃的厚度大于等于40mm。

本发明技术方案的有益效果为：

(1)现有技术中，舷窗与挡板一般为分离式结构，占用空间大，结构较为复杂，本发明提出的用于航天器柔性充气舱的舷窗装置，挡板组件、控制轴组件和主基座为整体式结构，在舷窗装置上预留了与柔性充气舱蒙皮连接的接口确保舷窗装置直接安装到柔性充气舱，且本发明整体装置占用空间更小，这对航天器而言非常重要。

(2)本发明提出的用于航天器柔性充气舱的舷窗装置，挡板组件为旋转开闭结构，开闭过程中占用空间体积小；且控制结构为齿轮传动形式，航天员手动即可实现开闭，可靠性极高，非常适合航天空间应用。

附图说明