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原文传递一种空中吊车式载人登月飞行器、登月方法及其应用

专利名称：	一种空中吊车式载人登月飞行器、登月方法及其应用
摘要：	本发明提出了一种空中吊车式载人登月飞行器、登月方法及其应用，该载人登月飞行器包括载人飞船及采用空中吊车方式进行月球着陆的登月飞船。其中登月飞船又包括下降级、上升级、制动级和着陆支撑机构四部分。载人飞船又包括服务舱与返回舱两部分。其中，登月飞船下降级采用空中吊车进行动力下降，在动力下降到达月面悬停高度后，空中吊车系统与登月舱其他部分断开刚性连接，通过绳索吊挂系统将登月舱放置到月面上，然后空中吊车系统绳索与登月舱断开，并水平方向飞行至着陆点附近位置进行软着陆。相比于传统常规登月着陆方案，本发明能够减小登月舱着陆时的过载，降低其结构重量并提高月面着陆过程中航天员的安全性。
专利类型：	发明专利
申请人：	南京航空航天大学
发明人：	申镇;朱奕谛;朱清华;范瑶;李宜恒;招启军
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T18:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T07:00:00+0805
申请号：	CN201911307501.3
公开号：	CN110963079A
代理机构：	江苏圣典律师事务所
代理人：	贺翔
分类号：	B64G1/12;B64G1/62;B64G1/66;B64G1/00;B;B64;B64G;B64G1;B64G1/12;B64G1/62;B64G1/66;B64G1/00
申请人地址：	210016 江苏省南京市秦淮区御道街29号
主权项：	1.一种空中吊车式载人登月飞行器，其特征在于：所述登月飞行器包括载人飞船与登月飞船，二者分别发射，并在环月轨道上进行对接；其中，所述登月飞船为三级结构，第一级为制动级，用于近月减速制动，位于登月飞船的最下部；第二级为上升级，用于月面上升，位于登月飞船中部；第三级为下降级，用于动力下降，位于登月飞船的最上部；其中上升级与制动级之间为登月舱的着陆缓冲机构；下降级采用空中吊车模式，整体为圆柱体，圆周安装有若干台发动机用于动力下降，且底部设有缆绳，通过驱动缆绳伸缩将登月舱放到月面上。 2.根据权利要求1所述的一种空中吊车式载人登月飞行器，其特征在于：所述载人飞船包括服务舱与返回舱，返回舱顶部安装有主动式对接机构和交会对接雷达设备，服务舱尾部安装有发动机，侧面有姿态控制发动机，两侧安装有可展开的太阳能电池板。 3.根据权利要求2所述的一种空中吊车式载人登月飞行器，其特征在于：所述下降级外侧面圆周安装有4台或8台发动机用于动力下降，底部安装有绞车，通过4根缆绳将登月舱放到月面上；下降级底部通过爆炸螺栓与登月舱连接，侧面安装有多个姿态控制发动机，用于轨道飞行时的姿态调整和动力下降过程中的机动飞行控制。 4.根据权利要求2所述的一种空中吊车式载人登月飞行器，其特征在于：所述上升级中包含一密封舱，所述密封舱为卧式构型，一端为航天员月面出舱的舱门，另一端为被动式对接机构，用于与载人飞船的对接；所述密封舱靠近出舱舱门一端为气闸舱，上升级底部安装有上升级主发动机，用于月面起飞进入环月轨道，左右两侧安装有姿态控制发动机、燃料箱和发动机羽流防护机构，密封舱顶部安装有通讯天线。 5.根据权利要求2所述的一种空中吊车式载人登月飞行器，其特征在于：所述登月舱着陆缓冲机构中设有若干条着陆腿，用于保持登月舱的着陆稳定性，支撑着登月舱上升级，同时为上升级从月表起飞提供发射平台，具有调整水平姿态的能力；其中靠近出舱舱门的一条着陆腿上安装有梯子，用于航天员到达月面，着陆缓冲机构下部安装有无线电高度测量仪，用于测得的高度数据传输给下降级。 6.一种登月飞行器下降级的应用，其特征在于:采用空中吊车系统的下降级也可用于月球基地建设、向月面运送补给设备、月面居住舱段、非密封开放式载人着陆器；通过补充燃料，下降级在完成月球着陆任务后仍可重复使用，用于月面货物的吊挂运输。 7.一种基于环月轨道交会对接的空中吊车式登月方法，其特征在于：所述登月方法过程如下：（1）登月飞船和载有航天员的载人飞船由运载火箭分别发射，送入地月转移轨道；（2）登月飞船到达月球附近，由登月飞船制动级进行制动减速进入环月轨道，随后抛弃制动级；（3）载人飞船随后到达月球附近，由服务舱发动机进行制动减速进入环月轨道；（4）载人飞船与登月飞船在环月轨道进行首次交会并对接，航天员从载人飞船的返回舱进入登月飞船的上升级登月舱中；（5）登月飞船与载人飞船分离，然后启动登月飞船下降级发动机进行动力下降；（6）登月飞船下降过程中对月面地形进行分析，自主寻找平坦区域并机动飞行至着陆点上方特定高度进行悬停；（7）登月飞船的下降级与登月舱断开刚性连接，通过绳索吊挂系统将登月舱放置到月面上；（8）当登月舱四个着陆腿与月面都接触且承载时，绳索与登月舱断开，然后下降级水平方向机动飞行至着陆点附近位置并进行软着陆；（9）月面着陆过程完成，航天员出舱进行月面活动。 8.根据权利要求7所述的一种基于环月轨道交会对接的空中吊车式载人登月方法，其特征在于：动力下降过程中要终止登月过程时，登月舱抛掉着陆缓冲结构，然后启动上升级发动机，与下降级发动机同时工作，返回环月轨道。 9.根据权利要求7所述的一种基于环月轨道交会对接的空中吊车式载人登月方法，其特征在于：下降级通过绳索吊挂系统将登月舱放置到月面后，下降级水平方向机动飞行至着陆点附近位置并进行软着陆，下降级上携带摄像机对航天员的月面活动进行拍摄。 10.根据权利要求7所述的空中吊车式登月方法的应用，其特征在于：该方法可应用于月球以外的其他天体着陆。
所属类别：	发明专利