一种柔性可折展的大舷窗航天器构型的制作方法

本发明涉及航空航天技术领域，尤其涉及一种柔性可折展的大舷窗航天器构型。

背景技术：

空间柔性充气式展开结构是一种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结构。

充气式展开结构的优势之一是克服了火箭发射包络对航天器外形体积的限制。随着深空探测、空间运输、载人航天等航天技术的深入发展，对航天器发射效率和功能多样性提出更高的要求，因此需要一种空间利用效率更高的新型航天器构型。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种柔性可折展的大舷窗航天器构型，可有效提高发射空间利用效率，360°大视野舷窗可供航天员沉浸式向外观察、释放在空间密闭环境生活的精神压力，停靠机构提供灵活对接通道。

本发明提供一种柔性可折展的大舷窗航天器构型，包括瞭望塔、柔性舱、连接罩、停靠机构、舱门。所述航天器的停靠机构可在轨与其他飞行器进行对接；柔性舱可在轨充气展开形成柔性充气舱体；瞭望塔的7个舷窗保护罩在轨展开；航天员通过停靠机构和舱门进入该航天器，经过柔性舱到达瞭望塔，透过舷窗向外观察瞭望；连接罩在发射阶段连接停靠机构与瞭望塔。

所述瞭望塔为六棱锥构型，顶部有1个圆形舷窗，侧面有6个梯形舷窗，舷窗提供大视野观察窗口的同时也起到改善航天员生活环境，缓解释放空间密闭环境下心理压力的功能；舷窗外侧的舷窗保护罩可以自动开合，舷窗不使用时，其保护装置处于关闭状态，隔绝大部分空间辐射、微流星或碎片。

所述柔性舱为柔性可折展结构，上端用密封结构连接瞭望塔底部，下端用密封结构连接停靠机构和舱门，在发射时处于压缩状态，在发射条件的限制下，占据最小的发射空间和发射质量，入轨后可充气展开呈圆柱形，内层为密封材料，中间为承力材料，外层为防护材料。

所述连接罩为圆柱形，发射时下端连接停靠机构，上端连接瞭望塔，内部为压缩状态的柔性舱，外侧安装机械臂适配器，入轨后连接罩与瞭望塔的连接装置自动解锁断开，为内部柔性材料提供展开的空间条件；所述机械臂适配器可配合其他舱体上的机械臂进行工作，用于舱体的对接和转位。

所述停靠机构用于在轨时和其他舱体对接或分离，其上端面与柔性舱连接，下端面外圈与刚性连接罩连接，内部安装舱门。

所述舱门安装于停靠机构内部，其常态为关闭状态，需要时可由航天员手动向外打开，形成直径为850mm的通道；门框上装有泄、复压组件，门上装有平衡阀。

本发明提供一种柔性可折展的大舷窗航天器构型，使得柔性舱体与刚性舷窗、停靠机构有机结合，有效提高了发射空间利用效率，360°大视野舷窗可供航天员沉浸式向外观察、释放在空间密闭环境生活的精神压力，停靠机构提供灵活对接通道。目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

附图说明

图1为本发明的航天器在轨展开状态构型示意图。

图2为本发明的航天器发射收拢状态构型示意图。

图3为本发明的航天器收拢状态俯视示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构组成作进一步说明。附图标记说明：1为瞭望塔，2为舷窗保护罩，3为柔性舱，4为停靠机构，5为舱门，6为机械臂适配器，7为连接罩。

如图1所示，本发明提供一种航天器构型，包括瞭望塔1，舷窗保护罩2，柔性舱3，停靠机构4，舱门5，机械臂适配器6，连接罩7。图1为该航天器在轨展开状态的构型，图2为该航天器发射收拢状态的构型，图3为该航天器收拢状态俯视图。该构型的特点是可在轨与其他飞行器进行对接；使用时可在轨充气展开形成柔性充气舱体；航天员可进入该航天器透过舷窗向外观察。

所述瞭望塔1为六棱锥构型，顶部有1个圆形舷窗，侧面有6个梯形舷窗，形成了360°大视野沉浸式体验空间，舷窗提供大面积观察窗口的同时也起到改善航天员生活环境，缓解释放空间密闭环境下心理压力的功能。

舷窗外侧的舷窗保护罩2可以自动开合，舷窗不使用时，其保护装置处于关闭状态，隔绝大部分空间辐射、微流星或碎片。

所述柔性舱3为柔性可折展结构，上端用密封结构连接瞭望塔1底部，下端用密封结构连接停靠机构4和舱门5，在发射时处于压缩状态，如图2、图3所示，柔性舱可以呈z型折叠，在发射条件的限制下，占据最小的发射空间和发射质量，入轨后可充气展开呈圆柱形，内层为密封材料，中间为承力材料，外层为防护材料。

所述连接罩7为圆柱形，如图2所示，发射时下端连接停靠机构，上端连接瞭望塔，内部为z型压缩状态的柔性舱，外侧安装机械臂适配器6，入轨后连接罩7与瞭望塔1的连接装置自动解锁断开，为内部柔性材料提供展开的空间条件，如图1所示；

所述机械臂适配器6可配合其他舱体上的机械臂进行工作，用于舱体的对接和转位。

所述停靠机构4用于在轨时和其他舱体对接或分离，其上端面与柔性舱连接，下端面外圈与刚性连接罩连接，内部安装舱门。

所述舱门5安装于停靠机构内部，其常态为关闭状态，需要时可由航天员手动向外打开，形成直径为850mm的通道；门框上装有泄、复压组件，门上装有平衡阀。

本发明的航天器构型使得柔性舱体与刚性舷窗、停靠机构有机结合，有效提高了发射空间利用效率，360°大面积舷窗可供航天员沉浸式向外观察、释放在空间密闭环境生活的精神压力，停靠机构提供灵活对接通道。目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

技术特征：

1.一种柔性可折展的大舷窗航天器构型，其特征在于，包括：瞭望塔、柔性舱、连接罩、停靠机构、舱门；

所述停靠机构可在轨与其他飞行器进行对接；

所述柔性舱可在轨充气展开形成柔性充气舱体；

所述瞭望塔的7个舷窗保护罩在轨展开；航天员通过所述停靠机构和舱门进入该航天器，经过柔性舱到达瞭望塔，透过舷窗向外观察瞭望；

所述连接罩在发射阶段连接停靠机构与瞭望塔。

2.如权利要求1所述的一种柔性可折展的大舷窗航天器构型，其特征在于，所述瞭望塔为六棱锥构型，顶部有1个圆形舷窗，侧面有6个梯形舷窗，舷窗提供大视野观察窗口的同时也起到改善航天员生活环境，缓解释放空间密闭环境下心理压力的功能；舷窗外侧的舷窗保护罩可以自动开合，舷窗不使用时，其保护装置处于关闭状态，隔绝大部分空间辐射、微流星或碎片。

3.如权利要求1所述的一种柔性可折展的大舷窗航天器构型，其特征在于，所述柔性舱为柔性可折展结构，上端用密封结构连接瞭望塔底部，下端用密封结构连接停靠机构和舱门，在发射时处于压缩状态，在发射条件的限制下，占据最小的发射空间和发射质量，入轨后可充气展开呈圆柱形，内层为密封材料，中间为承力材料，外层为防护材料。

4.如权利要求1所述的一种柔性可折展的大舷窗航天器构型，其特征在于，所述连接罩为圆柱形，发射时下端连接停靠机构，上端连接瞭望塔，内部为压缩状态的柔性舱，外侧安装机械臂适配器，入轨后连接罩与瞭望塔的连接装置自动解锁断开，为内部柔性材料提供展开的空间条件；所述机械臂适配器可配合其他舱体上的机械臂进行工作，用于舱体的对接和转位。

5.如权利要求1所述的一种柔性可折展的大舷窗航天器构型，其特征在于，所述停靠机构用于在轨时和其他舱体对接或分离，其上端面与柔性舱连接，下端面外圈与刚性连接罩连接，内部安装舱门。

6.如权利要求1所述的一种柔性可折展的大舷窗航天器构型，其特征在于，所述舱门安装于停靠机构内部，其常态为关闭状态，需要时可由航天员手动向外打开，形成直径为850mm的通道；门框上装有泄、复压组件，门上装有平衡阀。

技术总结
本发明提供一种柔性可折展的大舷窗航天器构型，包括瞭望塔、柔性舱、连接罩、停靠机构、舱门。所述航天器的停靠机构可在轨与其他飞行器进行对接；柔性舱在发射时处于压缩状态，入轨运行后可充气展开形成柔性充气舱体；瞭望塔有7个部分组成的360°大面积沉浸式舷窗，舷窗保护罩可在轨展开；舱门在停靠机构内部，可向外打开，航天员通过停靠机构和舱门进入该航天器，经过柔性舱到达瞭望塔，可透过舷窗向外界空间观察瞭望，舷窗提供大视野观察窗口的同时也起到改善航天员生活环境，缓解释放空间密闭环境下心理压力的功能；连接罩用于发射阶段连接停靠机构与瞭望塔，同时起到保护柔性舱和承力的作用，舱体在轨充气展开之前，连接罩与瞭望塔断开连接。

技术研发人员：楼俏;孙小珠;林福鑫;李立春;杜泽弘;朱俊杰;柏合民;刘鲁江;王华;王长焕;徐清华
受保护的技术使用者：上海宇航系统工程研究所
技术研发日：2020.03.17
技术公布日：2020.07.03