[发明专利]基于油气缓冲和抗坠毁装置的运载器着陆机构及其方法

说明书

本发明公开了一种基于油气缓冲和抗坠毁装置的运载器着陆机构及其方法，运载器着陆机构包含至少三个周向均匀设置在运载器的侧壁上的着陆支架；着陆支架包含抗坠毁装置、收放支柱、油气式缓冲装置和辅助壳体；抗坠毁装置固定在运载器的外壁上，其活塞通过连杆和收放支柱的一端铰接，收放支柱的另一端和油气式缓冲装置的一端同轴固连；辅助壳体呈三角状，其中两个角分别和运载器侧壁下端铰接，另一个角油气式缓冲装置的另一端铰接。本发明既可以实现大自重运载器正常工况下的重复使用，又可实现危险工况下的安全回收，同时实现了结构的轻量化和紧凑化。

技术领域

本发明涉及可重复使用运载器缓冲系统领域，尤其涉及一种基于油气缓冲和抗坠毁装置的运载器着陆机构及其方法。

背景技术

越来越多的国家开始对运载器的重复使用技术进行研究，诞生了一种可重复使用运载器，该运载器在完成发射任务后，在反推火箭的作用下进行减速调姿，达到安全着陆条件后，利用缓冲着陆支架安全降落至着陆场。目前，SPACEX公司研制的Falcon-9系列可重复使用运载器已进行多次发射，并取得成功。我国的可重复使用运载器还处于研制阶段，暂未投入运营。在运载器的回收过程中，着陆缓冲支架的可靠性是其能否安全着陆的必要保证，其性能影响着回收任务的成败。

现有的可重复使用运载器缓冲系统多使用铝蜂窝压溃材料进行吸能缓冲，其具有质量轻，缓冲吸能效率高等优点，但其无法实现可重复使用，变形后无法恢复，不能对运载器的着陆进行姿态自修复。另外，着陆过程中由于控制系统精度问题以及着陆环境中的突发情况，可能发生超过缓冲系统设计状态的危险工况，导致运载器结构损毁，目前已知的技术方案是采用油液-蜂窝多级缓冲装置来解决此类问题。但是，多级缓冲器设置于缓冲支柱上，需要占用大量空间，不利用着陆支架的轻量化设计。现阶段，设计一种可重复使用的、满足危险着陆工况同时兼顾结构轻量化要求的运载器缓冲系统是十分必要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有可重复使用运载器缓冲系统技术的不足，提出了一种基于油气缓冲和抗坠毁装置的运载器着陆机构及其方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

基于油气缓冲和抗坠毁装置的运载器着陆机构，包含至少三个周向均匀设置在运载器的侧壁上的着陆支架；

所述着陆支架包含抗坠毁装置、收放支柱、油气式缓冲装置和辅助壳体；

所述抗坠毁装置包含外筒和活塞；

所述外筒固定在所述运载器的外壁上，上端封闭、下端开口，且内壁上设有若干和其轴线平行的导轨；

所述活塞包含活塞头和连杆，所述活塞头的侧壁上设有和和所述外筒内壁上导轨一一对应的滑槽，所述活塞头能够沿外壁内壁上的导轨上下滑动；所述连杆一端和所述活塞头的下端面固连，另一端和所述收放支柱的一端铰接，使得所述收放支柱能够绕所述连杆上下转动；

所述外筒的下端设有用于限制所述活塞头脱出外筒的挡板；所述活塞头的下端面和所述挡板相抵、活塞头的上端面和外筒形成的腔体内设有压溃缓冲材料；所述外筒的侧壁上设有在所述活塞头滑动时供所述连杆运动通过的开口槽；

所述油气式缓冲装置包含筒体和活塞杆，其中，所述活塞杆和所述收放支柱同轴设置、通过法兰盘和所述收放支柱的另一端固连；

所述辅助壳体呈三角状，其中两个角分别和运载器侧壁下端铰接，另一个角和所述筒体远离活塞杆的一端铰接；

所述收放支柱用于根据外部命令收缩或伸长，使得所述辅助壳体贴合至运载器的外壁上或展开进行着陆。

作为本发明基于油气缓冲和抗坠毁装置的运载器着陆机构进一步的优化方案，所述筒体远离活塞杆的一端还设有足垫，用于在着陆时进一步进行缓冲。

作为本发明基于油气缓冲和抗坠毁装置的运载器着陆机构进一步的优化方案，所述着陆支架的个数为四个。