[发明专利]一种气动力减速器

说明书

技术领域

本发明涉及航空航天、极限运动安全领域，具体说是一种对密动量自动调节的气动力减速器。

背景技术

气动力减速器指降落伞。降落伞作为典型的气动力减速器，在极限运动和航空航天领域应用十分广泛。从文字记载上，第一个使用气动力减速器(斗笠)的人是舜。与伽利略在比萨斜塔上进行落体实验不同的是，一直没有中国人去思考舜没有摔死的原因。幸运的是，目前世界上最大的神舟飞船降落伞依然是中国制造的。“像火药一样，降落伞也是从中国传出的”说法是有证可寻的。

现有的降落伞虽然在形态结构上千差万别，但始终没能摆脱一个问题：伞衣越大，伞衣崩破风险越大。在地球上，为了承载更大的载荷，减速伞+主伞的组合方式被广泛使用。而对于只有地球大气密度1％的火星，现有的投放重量不能超过1.5吨着陆技术(确保投放仪器设备安全)，正制约着要求投放大约500吨物资的火星探测任务，需要新的着陆方法。虽然发明了太空降落伞，但其首次试验时，减速器被撕成碎片这一事实表明还有许多问题有待解决。另外，作为航天科技里程碑之一的航天飞机被弃用，其实质也是如何解决低密度超音速问题，由于高速飞行的高温导致大部分仪器损害使单次发射超预算近十倍(单次发射的费用约为4.5亿美元)。由动量定理可知，单位面积上气体的密度和速度决定了减速器的气动力的大小。所谓低密度超音速，就是指单位面积上的密动量。物体的迎风面上的密动量定义为：ρsν(其中，ρ为空气密度；s为物体的迎风面面积；ν为物体与空气的相对运动速度)。

2020火星计划离我们越来越近了，低密度超音速减速器决定着这项宏伟工程的实施进程。几千年过去了，舜用过的斗笠除了在材料和形态上发生变化外，其基本功能并没有改变。因此，设计气动力减速器，使其对密动量具有多级自动调节功能是一项亟待突破的关键技术。随着极限运动、航空航天技术的发展，如何设计对密动量具有自动调节的气动力减速器是解决问题的关键。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可自动调节密动量的气动力减速器。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种气动力减速器，包括伞衣和多个密动量调节组件，所述伞衣包括顶面和侧面，多个密动量调节组件均匀分布在伞衣的顶面及侧面上，所述密动量调节组件包括回位锁、第一风板、第二风板、第一弹性件、第二弹性件和风板卡，所述回位锁为顶面呈弧形的矩形中空盒体，所述回位锁的底面固定在伞衣上，所述第一风板和第二风板对称铰接在回位锁的相对两侧面上，所述第一风板与回位锁的第一铰接轴上安装有第一弹性件，所述第二风板与回位锁的第二铰接轴上安装有第二弹性件，所述伞衣上对应于第一风板和第二风板分别开设有第一单向风道和第二单向风道，所述第一风板在第一弹性件的弹力作用下可绕着第一铰接轴向内转动封闭住第一单向风道，所述第二风板在第二弹性件的弹力作用下可绕着第二铰接轴向内转动封闭住第二单向风道，所述风板卡包括一横板和垂直设置在横板上的两个相对设置的竖板，所述风板卡通过两个竖板夹持在第一风板和第二风板上使第一风板和第二风板相互平行。

本发明的有益效果在于：本发明创造性地提出可以对密动量自动调节的气动力减速器的设计方案，相较于现有技术，本发明基于流体力学的基本原理，通过单向风道、风板、风板卡、回位锁和弹性件的设计使气动力减速器对密动量具有自动调节功能；风板形成的气动力与回位锁的弹力(由弹性件提供)形成一对作用力与反作用力，通过改变风板与伞衣的夹角，使气动力减速器实现对密动量的自动调节功能。

附图说明

图1所示为本发明实施例的气动力减速器的装配示意图。

图2所示为本发明实施例的伞衣的结构示意图。

图3所示为本发明实施例的密动量调节组件的结构示意图(风板卡掉落前)。

图4所示为本发明实施例的密动量调节组件的结构示意图(风板卡掉落后)。

图5所示为图4的正视图。

图6所示为图4的侧视图。

图7所示为图4的俯视图。

图8所示为本发明实施例的回位锁的结构示意图。

图9所示为本发明实施例的第一风板和第二风板的结构示意图。

图10所示为本发明实施例的第一弹性件和第二弹性件的结构示意图。

图11所示为本发明实施例的风板卡的结构示意图。

标号说明：