一种失重飞行用模拟训练装置

本发明涉及失重训练装置，具体是指一种失重飞行用模拟训练装置。

背景技术：

1、失重环境是指没有重力或减轻重力影响的环境。由于航天活动投资强度大，风险高，为了安全与可靠，做到万无一失，航天前的充分准备工作是必不可少的，失重飞行模拟训练装置就是在地球上模拟太空失重环境，帮助航天员提前适应失重状态下的行走、饮食以及操控设备等活动。

2、现在常见的失重模拟训练分为直接式和间接式，直接式又可分为无支撑自由落体和抛物线飞行两种形式，前者通过落塔或旧矿竖井来实现，后者则通过改装的失重飞机来实现；间接式有浸水、卧床和悬吊等方式，可以获得类似于失重效应的环境条件。分别通过中性浮力水槽、卧床实验室以及缆索悬吊架等设施或装置来实现。

3、直接式模拟的失重环境最接近太空失重体验，但是实现难度也是最大的，通过落塔或旧矿竖井自由落体方式形成的始终体验时间短，而且两次体验间隔较长，过改装的失重飞机来模拟失重环境虽然体验时间较长，能够达到三十多秒，但是一次体验的耗费成本较高；间接式模拟失重环境相对于直接式相对而言体验成本较低，但是只是接近失重状态，例如通过中性浮力水槽方式，此种方式利用浮力平衡重力达到失重状态，但是此种方式在练习操作仪器时，水流阻力会使试验人员动作较为迟钝，与太空失重状态下对仪器操作动作不一致。

4、鉴于上述技术问题，急需研发一种

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服上述困难，提供一种失重飞行用模拟训练装置。

2、为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种失重飞行用模拟训练装置，包括模拟器和磁力服，所述的模拟器上下端分别连通设有准备室和恢复室，所述的恢复室下方设有动力室，所述的动力室为训练装置提供总动力来源，所述的模拟器一侧设有与准备室、恢复室和动力室连通的电梯，所述的模拟器设有铜制管柱，所述的铜制管柱内侧设有防护内壳，所述的铜制管柱外侧设有冷却环管，所述的磁力服上设有多个强磁铁，所述的模拟器内侧底部设有电磁感应装置，所述的电磁感应装置产生与强磁铁方向相反的磁场。

3、作为改进：所述的防护内壳内设有多个同步扶杆器，所述的同步扶杆器包括扶杆和导向杆，所述的导向杆上下两端与准备室和恢复室固定，所述的扶杆上下两端设有同步器，所述的同步器与导向杆滑动配合，所述的同步器内设有齿轮和电机，所述的电机输出端与齿轮连接，所述的导向杆一侧凹槽内设有与齿轮啮合的齿条，通过同步扶杆器，使扶杆与实验人员同步下落，便于实验人员左右移动。

4、作为改进：所述的防护内壳内为微真空环境，所述的准备室内设有具有抽气结构的排气室，所述的恢复室内设有充气结构的稳压室，所述的排气室、稳压室与模拟器连通处设有封闭门，通过创造的微真空环境，避免自由下落时，风阻影响实验人员动作，能够更加接近失重环境。

5、作为改进：所述的防护内壳内设有多个感应器，所述的感应器呈纵向排列，每一列所述的感应器在防护内壳内环形排列，所述的磁力服上设有传感器一，所述的同步器内设有传感器二，一列所述的感应器与传感器一配合，一列所述的感应器与传感器二配合，通过感应器与传感器一、传感器二的配合，使扶杆与实验人员实现同步下落，扶杆也避免实验人员碰撞防护内壳。

6、作为改进：所述的导向杆一侧凹槽内设有通电埋板，所述的同步器内侧设有触头，所述的通电埋板和触头滑动配合，所述的触头与电机电性连接，通过通电埋板和触头的配合，能够在同步器移动过程中为电机提供电力，避免通过电线连接时，电线对实验人员移动过程造成干扰。

7、作为改进：所述的磁力服外部设有仿太空服。通过仿太空服，避免防护内壳微真空环境形成的负压对人体造成损伤，也更加接近太空失重体验。

8、作为改进：所述的电磁感应装置上方的防护内壳底部设有底台，所述的底台上方设有安全网，所述的防护内壳顶部设有弹性安全绳。

9、作为改进：所述的冷却环管通过风冷或液冷的方式对铜制管柱进行冷却，通过安全网和弹性安全绳进一步提高实验人员下落过程的安全性。

10、本发明与现有技术相比的优点在于：本装置是直接式与间接式的结合，基本架构采用的是直接式自由落体模拟失重体验，配合间接式磁场减速，使实验人员的下降速度减缓，极大增加了无支撑自由落体失重训练时间，通过相对静态扶杆和无痕防护内壳，在视觉上，在动态过程中模拟静态环境，通过创造的微真空环境，极大降低风阻，在感觉上模拟静态环境，全方位地让试验人员体验到静态失重体验。

技术特征：

1.一种失重飞行用模拟训练装置，包括模拟器(1)和磁力服(7)，其特征在于：所述的模拟器(1)上下端分别连通设有准备室(2)和恢复室(3)，所述的模拟器(1)一侧设有与准备室(2)、恢复室(3)连通的电梯(5)，所述的模拟器(1)设有铜制管柱(11)，所述的铜制管柱(11)内侧设有防护内壳(12)，所述的铜制管柱(11)外侧设有冷却环管(13)，所述的磁力服(7)上设有多个强磁铁(71)，所述的模拟器(1)内侧底部设有电磁感应装置(6)，所述的电磁感应装置(6)产生与强磁铁(71)方向相反的磁场。

2.根据权利要求1所述的一种失重飞行用模拟训练装置，其特征在于：所述的防护内壳(12)内设有多个同步扶杆器(14)，所述的同步扶杆器(14)包括扶杆(141)和导向杆(143)，所述的导向杆(143)上下两端与准备室(2)和恢复室(3)固定，所述的扶杆(141)上下两端设有同步器(142)，所述的同步器(142)与导向杆(143)滑动配合，所述的同步器(142)内设有齿轮(1421)和电机(1424)，所述的电机(1424)输出端与齿轮(1421)连接，所述的导向杆(143)一侧凹槽内设有与齿轮(1421)啮合的齿条(1431)。

3.根据权利要求1所述的一种失重飞行用模拟训练装置，其特征在于：所述的防护内壳(12)内为微真空环境，所述的准备室(2)内设有具有抽气结构的排气室(21)，所述的恢复室(3)内设有充气结构的稳压室(31)，所述的排气室(21)、稳压室(31)与模拟器(1)连通处设有封闭门(22)。

4.根据权利要求2所述的一种失重飞行用模拟训练装置，其特征在于：所述的防护内壳(12)内设有多个感应器(121)，所述的感应器(121)呈纵向排列，每一列所述的感应器(121)在防护内壳(12)内环形排列，所述的磁力服(7)上设有传感器一(72)，所述的同步器(142)内设有传感器二(1422)，一列所述的感应器(121)与传感器一(72)配合，一列所述的感应器(121)与传感器二(1422)配合。

5.根据权利要求2所述的一种失重飞行用模拟训练装置，其特征在于：所述的导向杆(143)一侧凹槽内设有通电埋板(1432)，所述的同步器(142)内侧设有触头(1423)，所述的通电埋板(1432)和触头(1423)滑动配合，所述的触头(1423)与电机(1424)电性连接。

6.根据权利要求3所述的一种失重飞行用模拟训练装置，其特征在于：所述的磁力服(7)外部设有仿太空服。

7.根据权利要求1所述的一种失重飞行用模拟训练装置，其特征在于：所述的电磁感应装置(6)上方的防护内壳(12)底部设有底台(16)，所述的底台(16)上方设有安全网(15)，所述的防护内壳(12)顶部设有弹性安全绳。

8.根据权利要求1所述的一种失重飞行用模拟训练装置，其特征在于：所述的冷却环管(13)通过风冷或液冷的方式对铜制管柱(11)进行冷却。

技术总结
本发明公开了一种失重飞行用模拟训练装置，包括模拟器和磁力服，所述的模拟器上下端分别连通设有准备室和恢复室，所述的模拟器一侧设有与准备室、恢复室连通的电梯，所述的模拟器设有铜制管柱，所述的铜制管柱内侧设有防护内壳，所述的铜制管柱外侧设有冷却环管，所述的磁力服上设有多个强磁铁，所述的模拟器内侧底部设有用于减速作用的电磁感应装置，所述的防护内壳内设有多个与磁力服同步动作的同步扶杆器，本装置是直接式与间接式的结合，基本架构采用的是直接式自由落体模拟失重体验，配合间接式磁场减速，使实验人员的下降速度减缓，极大增加了无支撑自由落体失重训练时间，全方位地模拟失重环境。

技术研发人员：唐璐,杨鸣亮,李波,张业廷,蔺海旗
受保护的技术使用者：中国民用航空飞行学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15