发明内容

为了克服上述问题，本发明提出同时解决上述多种问题的刚柔耦合的空降载物联合缓冲装置的工作方法。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种刚柔耦合的载人空降联合缓冲装置的工作方法，所述刚柔耦合的载人空降联合缓冲装置包括乘员舱、内缓冲气囊、多气室缓冲气囊、内球壳和外球壳，所述内缓冲气囊、多气室缓冲气囊、内球壳和外球壳采用由内而外逐层包裹乘员舱的方式进行布置；所述内缓冲气囊包括上环状多孔气囊和下多孔缓冲气囊；所述多气室缓冲气囊包括顶部气室、上部外气室、上部内气室、下部外气室和下部内气室构成；所述多气室缓冲气囊为多层、多气室的球形结构；所述多气室缓冲气囊中设有乘员入口气囊；所述内球壳由两个半球状的卡槽内半壳与卡键内半壳组成，包裹住多气室缓冲气囊；所述外球壳由两个半球状的卡槽外半壳与卡键外半壳组成，包裹住内球壳；所述内球壳上设有内球壳透气槽；所述外球壳上设有外球壳透气槽；所述内球壳的外表面上设有内球壳缓冲槽；所述外球壳的内表面上设有外球壳缓冲槽；所述内球壳缓冲槽的中间设有内球壳缓冲槽阻块；所述外球壳缓冲槽的两端各设有外球壳缓冲槽阻块；所述内球壳缓冲槽与外球壳缓冲槽相互配合并组成两段分离的缓冲槽；所述两段分离的缓冲槽内各安装有缓冲弹簧；所述缓冲弹簧用于限制内球壳与外球壳之间的相对转动；所述上环状多孔气囊和下多孔缓冲气囊各设有贯穿的乘员透气孔；所述多气室缓冲气囊中设有乘员透气管；所述乘员透气孔、乘员透气管、内球壳透气槽与外球壳透气槽相互配合，用于给乘员舱透气。

工作步骤如下：步骤一、在载人空降装置下落过程中，整体载人空降装置在下降时会发生旋转而使载人空降装置的内、外产生相对转动，产生对乘员具有影响的离心力，此时内、外球壳缓冲槽中安装的缓冲弹簧在受到内、外球壳相对转动的作用力时，通过自身的压缩和拉伸来抵消内、外球壳的相对转动，从而减缓空降装置在下落过程中产生的离心力，使其降低甚至抵消空降乘员所受到的伤害；步骤二、在载人空降装置着陆过程中，所述外球壳首先受到地面冲击而开始发生变形，实现一级缓冲；步骤三、在载人空降装置着陆过程中，待外球壳变形后，所述通过内、外球壳缓冲槽与外球壳相连的内球壳受到压缩发生变形，实现二级缓冲；步骤四、在载人空降装置着陆过程中，待内球壳变形后，所述布置于内球壳之中的多气室缓冲气囊受到冲击后被压缩，当多气室缓冲气囊的外层气室的内部压力高于气室排气阀压力的设置阀值时，所述气室排气阀的阀门打开并向外进行排气泄压，实现三级缓冲；步骤五、在载人空降装置着陆过程中，待多气室缓冲气囊的外层缓冲气囊受压力变形后，所述多气室缓冲气囊的内层缓冲气囊受到冲击后被压缩，当多气室缓冲气囊的内层气室的内部压力高于气室排气阀压力的设置阀值时，所述气室排气阀的阀门打开并向多气室缓冲气囊的外层气室进行排气泄压，实现四级缓冲；步骤六、在载人空降装置着陆过程中，待多气室缓冲气囊受压力变形后，所述内缓冲气囊受到冲击后被压缩，当内缓冲气囊的内部压力高于内缓冲气囊排气阀压力的设置阀值时，所述内缓冲气囊排气阀的阀门打开并向多气室缓冲气囊的内层气室进行排气泄压以及通过透气管向外排气泄压，实现五级缓冲。

优选的，所述上环状多孔气囊和下多孔缓冲气囊的表面均设有内缓冲气囊充气阀与内缓冲气囊排气阀。

优选的，所述多气室缓冲气囊由顶部气室、上部外气室、上部内气室、下部外气室和下部内气室构成，每个气室上均设有气室充气阀与气室排气阀。

优选的，所述乘员入口气囊包括乘员入口气囊固定气室和乘员入口气囊活动气室；所述乘员入口气囊活动气室未充气时处于打开状态，乘员可通过乘员入口气囊进入乘员舱；所述乘员入口气囊活动气室充气完成时，乘员入口气囊活动气室处于闭合状态。

优选的，所述乘员入口气囊固定气室上设有固定气室充气阀和活动气室排气阀；所述乘员入口气囊活动气室上设有活动气室充气阀和活动气室排气阀。

优选的，所述两个半球状的卡槽内半壳与卡键内半壳的端面分别设有能够相互进行卡合的内球壳卡槽与内球壳卡键。

优选的，所述卡槽外半壳与卡键外半壳的端面分别设有能够相互进行卡合的外球壳卡槽与外球壳卡键。

优选的，所述缓冲弹簧的一端固定在外球壳缓冲槽阻块上，另一端固定在内球壳缓冲槽阻块上。

优选的，所述缓冲弹簧的压缩行程、拉伸行程与内球壳缓冲槽外球壳缓冲槽的转动轨迹重合。

本发明的有益效果是：

1.针对背景技术提出的第1点，本发明采用乘员舱、内缓冲气囊、多气室缓冲气囊、内球壳和外球壳逐层包裹乘员的设计，保证了乘员受到全方位的缓冲保护，从而降低了空降装置着陆姿态的要求，同时，直接利用自身的吸能缓冲，提高了空降装置在着陆点着陆的准确度，增强了在恶劣天气空降的能力。而且，乘员入口气囊活动气室处于排气状态下可让乘员进入到内缓冲气囊的乘员舱中，乘员入口气囊活动气室处于充气状态下可直接将内缓冲气囊整体闭合以此提升整体的缓冲能力，保证了乘员受到全方位的缓冲保护，降低了空降装置着陆姿态的要求。

2.针对背景技术提出的第2点，本发明采用了如下方法：乘员舱位于内缓冲气囊之中，内缓冲气囊布置于多气室缓冲气囊之中，多气室缓冲气囊布置于内球壳之中，内球壳布置于外球壳之中。在空降装置在降落过程中，球型缓冲装置在空中发生旋转产生离心力，内、外球壳之间产生相对转动，内、外球壳缓冲槽中的缓冲弹簧受到内、外球壳相对转动的作用力时，通过压缩和拉伸来抵消内、外球壳之间的相对转动，从而减轻空降装置在下落过程中产生的离心力，使其对空降乘员造成的影响降到最低；通过外球壳、内球壳、多气室缓冲气囊以及内缓冲气囊的逐级吸能过程，不会使装置内的缓冲气囊内部压力剧增，从而避免发生气囊爆破。同时，内置缓冲气囊的方式也避免了缓冲气囊受到损坏泄气，不会使缓冲气囊失去缓冲效果。

3.针对背景技术提出的第3点，本发明采用了如下方法：载人空降装置下落过程中，安装在内、外球壳缓冲槽中的缓冲弹簧在受到内、外球壳相对转动的作用力时，通过自身的压缩和拉伸来抵消内、外球壳的相对转动，从而减缓空降装置在下落过程中产生的离心力；外球壳首先发生变形，实现一级缓冲；随后内球壳后受到载荷发生变形，实现二级缓冲；然后多气室缓冲气囊被压缩，其中上部外气室和下部内气室先受到冲击，通过气室排气阀向外排气泄压，实现三级缓冲；其次多气室缓冲气囊的上部内气室和下部外气室受到冲击，通过气室排气阀向上部外气室和下部内气室排气泄压，实现四级缓冲；最后，上部内气室和下部外气室受到冲击后通过内缓冲气囊排气阀向多气室缓冲气囊的上环状多孔气囊和下多孔缓冲气囊进行排气泄压以及通过透气管向外排气泄压，实现五级缓冲；多气室缓冲气囊和内缓冲气囊中的上部外气室、上部内气室、下部外气室、下部内气室、上环状多孔气囊和下多孔缓冲气囊进行先后完成三次排气泄压后，多气室缓冲气囊已经完成再次充气，以应对装置降落后第二次冲击。通过内缓冲气囊、多气室缓冲气囊、内球壳和外球壳由内而外逐层包裹空降物资的方式，能够逐级吸收冲击能量，从而保证空降装置内物资的安全性。

注：上述设计不分先后，每一条都使得本发明相对现有技术具有区别和显著的进步。