[實用新型]一種運載火箭整流罩的回收結構

有效

• 申請號: 201920493553.3
• 申請日: 2019-04-15
• 公開（公告）號: CN209726952U
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 王華光
• 申請（專利權）人: 北京星際榮耀空間科技有限公司
• 主分類號: F42B15/00
• 分類號: F42B15/00;F42B10/48
• 代理公司: 11557 北京衛智暢科專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 邵勝男<國際申請>=<國際公布>=<進入

本實用新型提供了一種運載火箭整流罩的回收結構，它包括可與分離后的鋼性半罩對接的充氣式柔性半罩，柔性半罩與鋼性半罩的對接面通過螺栓組件固連，所述鋼性半罩沿其軸向包括順次連接的端頭A、半圓錐段A和半圓柱段A，充氣后的柔性半罩包括順次連接的端頭B、半圓錐段B和半圓柱段B，且端頭B與端頭A對接且對接后形成半球形結構、半圓錐段B與半圓錐段A對接、半圓柱段B與半圓柱段A對接，所述鋼性半罩的內壁固定有高壓氦氣瓶，所述高壓氦氣瓶的出氣口與柔性半罩的充氣口連接。該回收結構使分離后的鋼性半罩可以得到適合彈道式返回器的氣動外形，而且不會較多犧牲火箭的運載能力，可實現鋼性半罩的軟著陸回收。

技術領域

本實用新型涉及的是一種運載火箭整流罩的回收結構，屬于運載火箭整流罩回收技術領域。

背景技術

整流罩回收是可重復使用運載火箭技術發展和應用的一個分支，也正在成為商業航天公司追逐的熱點，迄今為止還沒有成功案例。一方面，衛星靜包絡限制壓縮了整流罩內部的富余空間，使得安裝回收系統和設備的空間非常有限；另一方面，回收技術復雜，所花代價大。

整流罩回收技術主要是指利用航天器再入返回技術解決整流罩分離、大氣層再入、安全著陸、回收和重復使用問題，因此，回收技術相當復雜，與整流罩分離后的返回過程和飛行軌道密切相關。

整流罩返回過程指的是沿其飛行軌道直接進入或者離開它原來飛行的軌道沿轉變后的軌道進入地球的大氣層，并通過大氣層中的大氣減速，安全降落在地球上的過程。整流罩返回過程是一種人為的、有目的的和受控的過程。如果不是這樣，其返回過程中所遭受的大攻角飛行、最大承載值、氣動加熱、進入安全都會成為問題。一旦返回過程受控，實際上也就改變了其原始的飛行軌道，而是沿轉變后的軌道返回，其中要采用熱防護、升力控制、地球撞擊緩沖、定點返回、制導和控制等技術將上述問題一一解決。

其中，整流罩返回過程一般可分為如下幾個階段：

1、整流罩分離段：從分離開始到整流罩離開運載火箭末子級結束。分離點的位置、速度、姿態角、分離角速度構成整流罩飛行軌道要素。整流罩里安裝有解鎖和分離機構，在火箭飛行滿足拋罩條件時，按計算機指令，解鎖機構可使衛星整流罩實現分離。衛星整流罩的解鎖機構包括縱向解鎖機構和橫向解鎖機構兩部分。整流罩的分離動力源來自整流罩分離彈簧，通過設計整流罩分離系統，來滿足回收過程對分離點位置、角度、速度的精確要求。

由于整流罩分離后的半罩外形獨特，且不具有良好的氣動外形，盡管其分離點速度和高度不高，與傳統軌道航天器返回相比，半罩返回過程、階段和遇到的氣動力、熱、電磁環境是相似的，可能局部熱導率和加熱量更大，因此，需要解決整流罩局部受熱而損壞的問題；

2、轉入返回軌道的過渡段：從分離結束到進入地球稠密大氣層之前的被動段。地球高真空(稀薄大氣)大氣層高度一般取80km-120km，過渡段運行軌道一般不加以控制，因此屬于大氣層外自由下降段；

3、再入大氣層(或再入段)：在高真空中下降運動的過渡段是一條開普勒軌道，當下降到氣動作用明顯(例如，氣動力達到重力的1％)的區域時，返回器的運動就開始偏離開普勒軌道，此時就進入了大氣層再入段，再入點E為再入段的起點，也是氣動力起明顯作用的稠密大氣層的最高點。對于降落傘著陸系統垂直著陸的整流罩，其再入段是從E點減速下降到降落傘著陸系統開始工作的這一段軌道，該段從整流罩開始進入大氣層起，至離地面10km-20km高度處止。返回器再入段中一般要經受嚴重的氣動力加熱和較大的過載考驗，因此，再入段的軌道研究是返回軌道研究中的重點，再入段的幾點共同性質：a、返回器在再入段的速度隨其高度的下降而減小；b、返回器的升阻比對再入段軌道有重要影響，升阻比增大，再入段的軌道趨于平緩，從再入點到理論著陸點的航程增長；c、升阻比增大，返回器的減速度下降，因此過載峰值和熱流密度峰值均減小。因此，適當地控制返回器在再入段的攻角和升阻比，可以得到適當的最大過載值和適當的航程；