本發(fā)明涉及一種雙螺旋充氣展開式自旋穩(wěn)定減速飛行器，屬于航天飛行器可變構(gòu)型結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
CN104290921A公開了一種充氣展開氣動阻尼減速器結(jié)構(gòu)，該充氣展開式減速飛行器存在飛行過程自身不能起旋的缺點(diǎn)，不能實(shí)現(xiàn)自旋穩(wěn)定性，易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)姿態(tài)翻滾的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有的充氣展開式減速飛行器技術(shù)存在自身不能起旋與飛行過程姿態(tài)不穩(wěn)定問題，本發(fā)明提供了一種雙螺旋充氣展開式自旋穩(wěn)定減速飛行器。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種雙螺旋充氣展開式自旋穩(wěn)定減速飛行器，包括剛性球形頭錐、充氣圓環(huán)阻力面、分段式隔膜、高壓氣瓶、解壓閥、導(dǎo)管、圓柱形載荷箱，所述充氣圓環(huán)阻力面為由雙螺旋圓環(huán)構(gòu)成的雙螺旋狀，雙螺旋圓環(huán)內(nèi)部設(shè)有分段式隔膜，圓柱形載荷箱位于減速飛行器內(nèi)部與剛性球形頭錐相連接，剛性球形頭錐內(nèi)設(shè)置有高壓氣瓶，高壓氣瓶經(jīng)解壓閥與導(dǎo)管相連，導(dǎo)管與雙螺旋圓環(huán)相連通。本發(fā)明提供的雙螺旋充氣展開式自旋穩(wěn)定減速飛行器初始處于收攏狀態(tài)，到了預(yù)定軌道，啟動解壓閥，剛性頭錐內(nèi)的高壓氣瓶開始充氣，兩個螺旋狀的充氣環(huán)依次通過內(nèi)部隔膜螺旋式上升膨脹展開成型。依據(jù)兩個相差180°順時針(或逆時針)對稱螺旋圓環(huán)相鄰間的環(huán)槽，使繞流氣體產(chǎn)生的氣動力使結(jié)構(gòu)起旋，解決了充氣展開式減速飛行器結(jié)構(gòu)飛行進(jìn)入或再入過程中穩(wěn)定性問題；同時結(jié)構(gòu)的阻力面積由充氣展開部分大幅提升，有效實(shí)現(xiàn)了飛行器結(jié)構(gòu)減速，完成載荷箱的回收。附圖說明圖1為充氣展開式減速飛行器雙螺旋設(shè)計圖；圖2為雙螺旋充氣展開式減速飛行器結(jié)構(gòu)整體設(shè)計圖；圖3為雙螺旋充氣展開式減速飛行器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為充氣展開式雙螺旋環(huán)內(nèi)隔膜設(shè)計圖；圖5為充氣展開式雙螺旋自旋穩(wěn)定的環(huán)槽。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明，但并不局限于此，凡是對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍中。如圖1-5所述，本發(fā)明提供的雙螺旋充氣展開式自旋穩(wěn)定減速飛行器由剛性球形頭錐1、充氣圓環(huán)阻力面2、分段式隔膜、高壓氣瓶3、解壓閥4、導(dǎo)管9、圓柱形載荷箱8七部分組成，其中：所述充氣圓環(huán)阻力面為由雙螺旋圓環(huán)構(gòu)成的雙螺旋狀，其中：雙螺旋圓環(huán)由A螺旋圓環(huán)5和B螺旋圓環(huán)6構(gòu)成，中心軸線具有相同圓錐螺旋線，起點(diǎn)相差180°。其方程為：x＝ρsinα0cosθy＝ρsinα0sinθz＝ρcosα0式中：α0為圓錐頂角的一半，β為螺旋角，ρ0為與剛性頭錐連接處螺旋環(huán)的初始半徑，x、y、z分別為螺旋環(huán)軸線的三個空間位置坐標(biāo)，其中螺旋角10°≤β≤30°。本發(fā)明中，自旋穩(wěn)定減速飛行器充氣展開后成圓錐形，半頂角45°≤α0≤75°。本發(fā)明中，形成充氣圓環(huán)阻力面的雙螺旋圓環(huán)各螺旋2m圈，3≤m≤6。本發(fā)明中，形成充氣圓環(huán)阻力面的雙螺旋圓環(huán)具有相同橫截面直徑d，其中1/40≤d/D≤3/80，D為減速器尾部的口徑。本發(fā)明中，雙螺旋圓環(huán)由柔性織物可折疊材料制成，主要有四層，由內(nèi)向外分別為氣密層、承力層、隔熱層和防熱層，其中：氣密層為厚度20微米后聚氨酯薄膜材料，承力層為50微米后芳綸織物；隔熱層為厚度約1250微米的氧化鋁氣凝膠，防熱層為40微米的硼纖維。本發(fā)明中，剛性球形頭錐1內(nèi)高壓氣瓶3經(jīng)解壓閥4打開后，分別經(jīng)導(dǎo)管9流入相差180°對稱的雙螺旋圓環(huán)內(nèi)，通過在錐頂充氣方式實(shí)現(xiàn)逐步展開。本發(fā)明中，形成充氣圓環(huán)阻力面的雙螺旋圓環(huán)內(nèi)部有分段式隔膜，所述分段式隔膜由2n個柔性織物材料隔膜7組成，2n隔膜7形成2(n+1)氣腔(n為正整數(shù))；其中從頭錐開始的第一和第二層螺旋圓環(huán)每360度設(shè)置一個隔膜7，之后螺旋圓環(huán)每90度一個隔膜7，每個隔膜7是螺旋圓環(huán)橫截面，且中心處均有一個穿孔，孔的直徑為圓環(huán)橫截面直徑的1/6～1/10，作用是從高壓氣瓶3流入分段氣腔內(nèi)能累計氣壓，使流過的氣腔充分膨脹展開，另一個作用是氣流流出隔膜7變?yōu)樾≈睆酱┛讜r，流速會增加，其射出后一個氣腔，提升后一個氣腔展開速度，并能實(shí)現(xiàn)螺旋圓環(huán)以螺旋方式膨脹展開，提高了展開有序性，而且氣體的沖量還能給結(jié)構(gòu)起旋起到促進(jìn)作用。本發(fā)明中，橫截面直徑為d的雙螺旋圓環(huán)，在頭錐和尾部，都有兩個從直徑D變?yōu)?的圓環(huán)部分，其所對應(yīng)的角度為180度。其作用是形成平環(huán)，能與頭錐充分連接；同時也能保證尾部平環(huán)形成均勻的氣動力。本發(fā)明中，依據(jù)兩個相差180°順時針(或逆時針)對稱螺旋圓環(huán)相鄰間的環(huán)槽10使繞流氣體產(chǎn)生的氣動力使結(jié)構(gòu)起旋。所述環(huán)槽10是起始角度相差180度同橫截面直徑的螺旋圓環(huán)相交的兩個半圓弧面，且相交的兩個圓弧是螺旋上升的。