[发明专利]应用于中低轨道火箭末级的大气阻力被动离轨装置及方法

摘要

本发明公开了一种应用于中低轨道火箭末级的大气阻力被动离轨装置及方法，属于空间碎片的防治和治理领域，包括控制系统、充气系统、弹射系统以及充气体，充气体折叠设置在弹射系统中，且与充气系统相连，控制系统与火箭上的电源、弹射系统以及充气体相连；控制系统对弹射系统进行控制，从而使充气体由弹射系统弹出。通过充气系统对充气体进行充气使之刚化；从而为火箭末级提供一个大的有效面积，产生大的大气阻力，实现火箭末级大气阻力被动离轨，从而降低火箭末级寿命。本发明可利充分用火箭末级的剩余能源，由此从本质上减少了空间碎片的发生，降低火箭末级轨道寿命；本发明中充气体采用Al-Mylar-Al层合薄膜材料制成，质量轻、易刚化、易折叠。

主权项

一种应用于中低轨道火箭末级的大气阻力被动离轨装置，安装在火箭仪器舱段上的闲置空间，其特征在于：包括控制系统、充气系统、弹射系统以及充气体，充气体设置在弹射系统中，且与充气系统相连，控制系统与火箭上的电源、弹射系统以及充气系统相连；所述弹射系统包括盛放桶、桶盖、拔销器、挡板、驱动电机和压缩弹簧；其中，盛放桶为筒状结构，用来盛放充气体；桶盖与盛放桶的桶口处通过转轴轴接。盛放桶的桶口处外侧壁上设置有拔销器，拔销器通过连接件与桶盖相连；在盛放桶外侧壁上固定安装有驱动电机，驱动电机的输出轴上套接有输出连接轴，输出连接轴通过螺钉A与驱动电机的输出轴固连；输出连接轴的自由端为外螺纹结构，且与螺纹轴上的内螺纹相配合，并螺纹连接；所述螺纹轴位于导向环中，导向环固定在盛放桶的外侧壁上；在螺纹轴上开有具有一定长度的卡槽，导向环上开有螺纹孔，螺钉B通过导向环上的螺纹孔伸入到螺纹轴上的卡槽中，实现螺纹轴在导向环中的轴向定位，限制螺纹轴在导向环中的转动运动；螺纹轴的自由端插入到拔销器的销座中；盛放桶内部安装有压缩弹簧与挡板，其中，压缩弹簧一端与盛放桶内底面相连，另一端与挡板相连，在挡板与桶盖间的空间用来放置充气体；所述充气体采用Al‑Mylar‑Al层合薄膜材料制成，充气体具有充气与未充气两种状态，其中，充气状态的充气体为倒锥构型、展开连杆支撑构型或球形，未充气状态的充气体均为袋状薄膜结构；未充气状态的充气体折叠后放置在桶盖与挡板间的空间内；盖上桶盖后，使折叠状态的充气体挤压挡板，从而压缩弹簧压紧，产生弹力；当当打开拔销器后，通过压缩弹簧的弹力，推动挡板，从而推动折叠状态的充气体，使桶盖弹开，将折叠状态的充气体弹出盛放桶；所述充气系统由充气管、电磁阀和减压器组成，其中，充气管一端通过电磁阀与火箭自带气瓶相连，另一端穿过盛放桶底面以及挡板与充气体相连；火箭自带气瓶用来向充气管内提供气体，从而通过充气管为充气体充气；减压器用来降低火箭自带气瓶的输出压力，防止充气过程中充气管发生破坏。通过电磁阀控制火箭自带气瓶的开启与关闭，从而控制充气体的充气；所述控制系统与弹射系统中的驱动电机、充气系统中的电磁阀相连，通过控制系统控制驱动电机工作与停止以及电磁阀的开启或关闭；上述控制系统还与火箭上自带电源相连，从而通过火箭自带电源中剩余能源来为驱动电机以及电磁阀供电。