设置在弹簧15与套筒13底部之间，切割器16可切断伸缩杆14，在弹簧15的作用下伸缩杆14自动从套筒13中向外弹出。发射和一次展开时，弹簧15处于压缩状态，之后切割器16切断伸缩杆14，并在弹簧15作用下弹出，从而带动柔性防热罩9向外侧展开，实现气动面的二次展开。在着陆时，伸缩杆14可以作为缓冲支腿使用，伸缩杆14通过弹簧15起到缓冲作用。
[0017]连接杆7的一端通过球绞与反转驱动杆2的上部相连接，另一端通过转轴与套筒13相铰接。套筒13的一端与头锥环4铰接，套筒13的另一端为自由端。多根辐条6沿头锥环周向间隔分布。
[0018]半刚性防热罩8采用编织碳纤维材料制成，具有很强的耐高温及抗拉伸性能，适用于高速情况下的热防护。半刚性防热罩8覆盖安装在辐条的套筒13上并与刚性头锥5相连接，展开时呈圆形。
[0019]图9所示，柔性防热罩9位于半刚性防热罩8的外侧，采用柔性复合隔热材料制成，折叠性能优于半刚性防热罩8，具有极强的可折叠性，可以压缩在很小的体积内，适用于速度较低时的减速和热防护。柔性防热罩9的一侧与半刚性防热罩8缝合，另外相对应的两侧连接分别与相邻两根辐条6上的伸缩杆14相连接。在收拢和一次展开时，柔性防热罩9均处于折叠状态，二次展开时，切割器16切断伸缩杆14与套筒13之间的连接，柔性防热罩9在伸缩杆14的带动下向外侧展开，完成气动面的二次展开。
[0020]下面以某一地外星体大型载荷着陆为例，本发明的工作流程如下:
本发明在发射时整个装置处于收拢状态位于火箭整流罩内，半刚性防热罩收拢在辐条之间的区域，柔性防热罩折叠在辐条的外端部，如图3所示。
[0021]进入大气前，在线缆的驱动下，控制环和头锥环相向运动贴合到一起，引起连接杆绕轴往外旋转，辐条绕头锥环转动，最终带动半刚性防热罩展开，形成一个气动面，完成结构一次展开，如图2所示。在一次展开过程中伸缩杆始终处于收拢状态、柔性防热罩始终处于折叠状态。
[0022]进入过程中，本发明依靠一次展开形成的气动面进行气动减速和热防护，当飞行速度降低至某一匀速时(通常此时速度仍然很大，无法直接着陆)，套筒内的切割器切断伸缩杆，在弹簧的作用下伸缩杆快速弹出，带动柔性防热罩展开，形成一个更大的气动面，进行二次减速，将飞行速度减小至着陆允许值，如图4所示。
[0023]在着陆前，电动控制器驱动弹性反转驱动杆绕轴开始旋转向外展开，当反转驱动杆与连接杆成一条直线时，旋转结束，整体结构变换为一个缓冲支腿结构。在着陆过程中，依靠反转驱动杆内的弹簧和辐条内的弹簧实现装置的二级缓冲，如图5所示。
[0024]本发明在采用二次展开柔性防热罩，既实现了气动面二次展开又依靠驱动杆和辐条内的弹簧实现无推进系统的二级着陆缓冲，大大提高了结构收纳比、降低了对运载火箭整流罩包络要求，又增大了气动面的面积，提高了减速效果，同时减小系统重量及复杂程度，成功解决了原方案存在的收纳比有限、着陆缓冲系统复杂等难题，为未来大型载荷地外星体进入、减速、着陆提供了一种技术路径。
[0025]以上所述的【具体实施方式】，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的【具体实施方式】而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种半刚性机械展开进入减速着陆装置，其特征在于:包括主体、控制环、刚性头锥、半刚性防热罩、半刚性防热罩控制机构和柔性防热罩机构，所述主体与控制环连接，所述控制环与刚性头锥之间连接驱动机构，所述驱动机构控制控制环与刚性头锥作相对运动;所述半刚性防热罩覆盖安装在半刚性防热罩控制机构上，所述半刚性防热罩控制机构分别与主体和刚性头锥相铰接，控制半刚性防热罩的展开或收拢;所述半刚性防热罩的外侧边上设有可向外侧二次展开的柔性防热罩机构。2.根据权利要求1所述半刚性机械展开进入减速着陆装置，其特征在于:所述防热罩控制机构包括多个沿主体周向间隔设置的弹性反转驱动杆、与弹性反转驱动杆数量一致的连接杆及辐条，所述弹性反转驱动杆的一端与主体铰接，并通过制动器控制弹性反转驱动杆向主体外侧转动，另一端与连接杆铰接;所述连接杆的两端分别与辐条、反转驱动杆相铰接，所述辐条的一端与刚性头锥铰接，所述辐条上安装半刚性防热罩。3.根据权利要求1或2所述半刚性机械展开进入减速着陆装置，其特征在于:所述柔性防热罩机构包括辐条和柔性防热罩，所述辐条包括套筒、伸缩杆、弹簧和切割器，所述弹簧位于套筒内，伸缩杆的一端穿过弹簧连接到套筒底部并压缩弹簧，自由端伸出套筒;所述切割器设于套筒内，用于切断伸缩杆;所述柔性防热罩相对应的两侧边分别与相邻的辐条连接，另两侧边中的一侧与半刚性防热罩连接。4.根据权利要求3所述半刚性机械展开进入减速着陆装置，其特征在于:所述弹性反转驱动杆包括基座、伸缩驱动杆和弹簧，所述弹簧固定于基座内，伸缩驱动杆的一端插入基座与弹貪连接。5.根据权利要求4所述半刚性机械展开进入减速着陆装置，其特征在于:所述伸缩杆的自由端为弧形结构。
【专利摘要】本发明公开了一种半刚性机械展开进入减速着陆装置，属于航天器进入与返回领域。包括主体、控制环、刚性头锥、半刚性防热罩、半刚性防热罩控制机构和柔性防热罩机构，主体与控制环固连，控制环与刚性头锥之间连接驱动机构，驱动机构控制控制环与刚性头锥作相对运动；半刚性防热罩覆盖安装在半刚性防热罩控制机构上，半刚性防热罩控制机构分别与主体与刚性头锥相铰接，控制半刚性防热罩的展开或收拢；半刚性防热罩的外侧边上设有可向外侧二次展开的柔性防热罩机构。本发明展开后的总面积大于一次展开面积，而收拢发射状态下保持较小的体积，提高了装置的收纳比，提高了气动面减速效果，降低了系统复杂性，实现了两级减速与着陆缓冲的有机统一。
【IPC分类】B64G1/58, B64G1/62
【公开号】CN105584645
【申请号】CN201610018900
【发明人】张鹏, 李旭东, 尚明友, 侯向阳, 童明波, 张红英
【申请人】北京空间技术研制试验中心, 南京航空航天大学
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2016年1月13日