專利名稱：用于返回艙再入減速的磁阻力傘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于航天器返回艙返回地面的磁技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種用于返回艙再入減速的磁設(shè)備。
背景技術(shù)：
神舟飛船返回艙返回時需要再次穿過大氣層回到地面。返回艙返回時進入大氣層的過程成為“再入”，再入大氣層后(IOkm高度左右)，返回艙打開降落傘降落至地面。

由于返回艙在軌飛行速度很高，在200km/300km的近地軌道速度大約是7. 6km/s,必須采用一些特殊的工程方法，對返回艙進行減速，使其以較慢的速度再入大氣層。目前，返回艙再入采用的方法是高速再入大氣層法。該方法先利用制動發(fā)動機減速改變返回艙的運行軌道，稱為離軌段，使航天器進入一條返回地面的過渡軌道。在過渡軌道，返回艙在地球引力作用下，按開普勒定律自由下降至IOOkm作用時，再入大氣層。在再入大氣層段，由于受到越來越稠密的大氣形成的巨大阻力，返回艙的速度逐漸降低，從約7. 6km/s降低至聲速，最后進入大氣層。從返回艙再入過程分析，返回艙速度降低主要源于返回艙在大氣層中高速運動時所產(chǎn)生的大氣阻力。而完全依賴制動發(fā)動機減速所需燃料巨大，在工程上是不可實現(xiàn)的，因此只能用于離軌段的軌道制動。為了提高返回艙再入段減速效能，目前采用的方法是優(yōu)化返回艙的氣動外形設(shè)計，以盡量產(chǎn)生更大的阻力。但是，如何利用磁阻進行再入減速還未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明提供了一種用于返回艙再入減速的磁阻力傘，它利用返回艙高速再入過程中造成電離層等離子體離子的收集電流在返回艙前、后端的不對稱性而自動獲取電流。電流通過返回艙本體的螺旋線圈產(chǎn)生磁偶極子磁場。磁場對入射的電離層離子產(chǎn)生反射作用而提供返回艙阻力。從而有利于降低返回艙的速度，為返回艙的安全著陸提供可靠地技術(shù)保障。為達到上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案—種用于返回艙再入減速的磁阻力傘，包括分別設(shè)置在返回艙前端和后端的等離子體收集電極以及設(shè)置在返回艙艙壁內(nèi)的多匝線圈，其中，等離子體收集電極分別與多匝線圈的兩端電連接，多匝線圈圍繞返回艙艙壁均勻設(shè)置，兩收集電極帶有不等量電荷，不等量電荷產(chǎn)生的電壓差使多匝線圈中產(chǎn)生電流且使通電后的多匝線圈在返回艙周圍產(chǎn)生磁偶極子磁場，入射方向與偶極子磁場有夾角的離子會改變運動方向，一些離子將被磁場反射，從而為返回艙提供額外的阻力。其中，等離子收集電極為金屬或?qū)щ姀?fù)合材料電極。本發(fā)明的磁阻力傘，可以充分利用返回艙高速再入過程中產(chǎn)生的等離子體以及自然空間等離子體來進行減速，進一步提高返回艙再入段減速效能，降低返回艙著陸段控制難度和風(fēng)險，為保障神舟飛船返航艙安全、準確著陸提供新的技術(shù)保障。


圖I為本發(fā)明的用于返回艙再入減速的磁阻力傘的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，I-返回艙；2_后端等離子體收集電極；3_前端等離子體收集電極；4_多匝線圈5-磁偶極子磁場；6_入射等離子體。
具體實施例方式以下介紹的是作為本發(fā)明所述內(nèi)容的具體實施方式
，下面通過具體實施方式
對本發(fā)明的所述內(nèi)容作進一步的闡明。當(dāng)然，描述下列具體實施方式
只為示例本發(fā)明的不同方 面的內(nèi)容，而不應(yīng)理解為限制本發(fā)明范圍。為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實施方式，并配合附圖作詳細說明如下。圖I示出了本發(fā)明的用于返回艙再入減速的磁阻力傘的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，本發(fā)明的磁阻力傘包括分別設(shè)置在返回艙I的前端等離子體收集電極3、后端等離子體收集電極2以及設(shè)置在返回艙I的艙壁內(nèi)的多匝線圈4，前端等離子體收集電極3和后端等離子收集電極2分別與多匝線圈4的兩端電連接，多匝線圈4圍繞返回艙I的艙壁均勻設(shè)置，兩收集電極帶有不等量電荷，不等量電荷產(chǎn)生的電壓差使多匝線圈4中產(chǎn)生電流且使通電后的多匝線圈在返回艙周圍產(chǎn)生磁偶極子磁場5，入射方向與磁偶極子磁場5有夾角的等離子體6會被被磁場反射，從而為返回艙提供額外的阻力。在一實施方式中，等離子收集電極為金屬或?qū)щ姀?fù)合材料電極。以神舟9號飛船返回艙為例，在采用本發(fā)明的磁阻力傘以后，在300km高度附近電離層可為返回艙提供的阻力約為494N ;當(dāng)返回艙降到150km以下，磁阻力傘可為返回艙提供270N的阻力；在IOOkm高度，其可提供阻力增加到6695N，并隨著高度下降而指數(shù)增加。磁阻力傘一方面為返回艙提供阻力，同時還增加了返回艙下降的時間，從而達到較好的減速效果。為返回艙的再入減速提供了新的方式。以上所述僅是本使用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)的原理前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也都應(yīng)該在本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于返回艙再入減速的磁阻力傘，包括分別設(shè)置在返回艙前端和后端的等離子體收集電極以及設(shè)置在返回艙艙壁內(nèi)的多匝線圈，其中，等離子體收集電極分別與多匝線圈的兩端電連接，多匝線圈圍繞返回艙艙壁均勻設(shè)置，兩收集電極帶有不等量電荷，不等量電荷產(chǎn)生的電壓差使多匝線圈中產(chǎn)生電流且使通電后的多匝線圈在返回艙周圍產(chǎn)生磁偶極子磁場，入射方向與偶極子磁場有夾角的離子會改變運動方向，一些離子將被磁場反射，從而為返回艙提供額外的阻力。
2.如權(quán)利要求I所述的磁阻力傘，其中，等離子收集電極為金屬或?qū)щ姀?fù)合材料電極。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于返回艙再入減速的磁阻力傘，包括分別設(shè)置在返回艙前端和后端的等離子體收集電極以及設(shè)置在返回艙艙壁內(nèi)的多匝線圈，其中，等離子體收集電極分別與多匝線圈的兩端電連接，多匝線圈圍繞返回艙艙壁均勻設(shè)置，兩收集電極帶有不等量電荷，不等量電荷產(chǎn)生的電壓差使多匝線圈中產(chǎn)生電流且使通電后的多匝線圈在返回艙周圍產(chǎn)生磁偶極子磁場，入射方向與偶極子磁場有夾角的離子會改變運動方向，一些離子將被磁場反射，從而為返回艙提供額外的阻力。本發(fā)明的磁阻力傘，可以充分利用返回艙高速再入過程中返回艙周圍的等離子體來進行減速，進一步提高返回艙再入段減速效能，降低返回艙著陸段控制難度和風(fēng)險，為保障神舟飛船返航艙安全、準確著陸提供新的技術(shù)保障。
文檔編號B64G1/62GK102765494SQ20121027410
公開日2012年11月7日 申請日期2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月3日
發(fā)明者任瓊英, 馮偉泉, 劉業(yè)楠, 劉宇明, 姜利祥, 孟立飛, 張超, 徐曉權(quán), 易忠, 趙華, 黃建國 申請人:北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所