[實(shí)用新型]運(yùn)載火箭垂直回收軟著陸緩沖裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202020265169.0
• 申請(qǐng)日: 2020-03-06
• 公開（公告）號(hào): CN212133465U
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 星河動(dòng)力（北京）空間科技有限公司;北京星河動(dòng)力裝備科技有限公司
• 主分類號(hào): F42B15/00
• 分類號(hào): F42B15/00;F42B10/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種運(yùn)載火箭垂直回收軟著陸緩沖裝置，由沿圓周均布的四組支撐機(jī)構(gòu)組成，軸對(duì)稱安裝于箭體的外壁，每組支撐機(jī)構(gòu)包括支撐梁、支撐桿、滑軌、滑塊、梁桿鉸鏈、桿塊鉸鏈、梁體鉸鏈，其中支撐桿包含外筒和內(nèi)筒，外筒和內(nèi)筒可相對(duì)平行滑動(dòng)，外筒與支撐梁的中部通過梁桿鉸鏈固連，支撐梁安裝在箭體的最下方，且支撐梁的上端與箭體通過梁體鉸鏈固連，支撐桿的內(nèi)筒的上端與滑塊通過桿塊鉸鏈固連，滑塊嵌入到滑軌中，可沿滑軌上下運(yùn)動(dòng)，滑軌是一個(gè)嵌入箭體內(nèi)的細(xì)長(zhǎng)型軌道，其長(zhǎng)度可以容納支撐桿的長(zhǎng)度，本實(shí)用新型用于重復(fù)使用火箭的垂直回收著陸，也適用于著陸器在各類星體如地球、月球、火星、小行星的軟著陸。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種可重復(fù)使用運(yùn)載火箭垂直回收著陸支撐機(jī)構(gòu)，屬于航天器結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

為了降低運(yùn)載火箭的發(fā)射成本，越來越多的國(guó)家開始研究可重復(fù)使用技術(shù)。可重復(fù)使用的重要環(huán)節(jié)是對(duì)火箭進(jìn)行回收，目前世界各國(guó)的回收方案主要包括傘降回收、垂直返回和帶翼飛回三類，對(duì)于垂直返回回收方案，著陸緩沖裝置直接關(guān)系到回收任務(wù)的成敗。

著陸緩沖裝置的主要作用是吸收火箭子級(jí)在地球表面著陸過程中的沖擊能量，確保將著陸過程中作用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)及其它設(shè)備的過載系數(shù)減小到系統(tǒng)設(shè)計(jì)所要求的范圍之內(nèi)，同時(shí)提高火箭著陸的穩(wěn)定性。由于緩沖裝置影響到火箭的運(yùn)載能力，要求其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕，因此如何設(shè)計(jì)滿足上述條件的著陸緩沖裝置是一個(gè)亟待解決的問題。

目前國(guó)內(nèi)外大部分的火箭垂直回收著陸緩沖方案均為可折展、可伸縮的腿式結(jié)構(gòu)，存在以下不足：1）主支撐腿過長(zhǎng)，壓力下容易失去穩(wěn)定性；2）主支撐腿均為多段伸縮式，導(dǎo)致緩沖裝置成功展開的可靠性降低；3）緩沖裝置展開后在地面的跨度較小，火箭易側(cè)翻。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種可重復(fù)使用運(yùn)載火箭垂直回收的著陸支撐機(jī)構(gòu)，以解決現(xiàn)有的著陸機(jī)構(gòu)成本高、主支撐腿太長(zhǎng)易失穩(wěn)的問題。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是：

一種運(yùn)載火箭垂直回收軟著陸緩沖裝置，由沿圓周均布的四組支撐機(jī)構(gòu)組成，軸對(duì)稱安裝于箭體的外壁，每組支撐機(jī)構(gòu)包括支撐梁、支撐桿、滑軌、滑塊、梁桿鉸鏈、桿塊鉸鏈、支撐梁與火箭底部間的鉸鏈，其中支撐桿包含外筒和內(nèi)筒，外筒和內(nèi)筒可相對(duì)平行滑動(dòng)，外筒與支撐梁的中部通過梁桿鉸鏈固連，支撐梁安裝在箭體的最下方，且支撐梁的上端與箭體通過支撐梁與火箭底部間的鉸鏈固連，支撐桿的內(nèi)筒的上端與滑塊通過桿塊鉸鏈固連，滑塊嵌入到滑軌中，可沿滑軌上下運(yùn)動(dòng)，滑軌是一個(gè)嵌入箭體內(nèi)的細(xì)長(zhǎng)型軌道，其長(zhǎng)度可以容納支撐桿的長(zhǎng)度；當(dāng)火箭發(fā)射時(shí)，所述著陸緩沖裝置處于收攏狀態(tài)，滑塊位于滑軌頂端，支撐桿埋于滑軌內(nèi)，支撐梁完全包裹滑軌；當(dāng)火箭著陸回收時(shí)，支撐梁打開，在重力作用下繞箭體支撐梁與火箭底部間的鉸鏈向外翻轉(zhuǎn)，同時(shí)帶動(dòng)支撐桿向外翻轉(zhuǎn)，同時(shí)帶動(dòng)滑塊向下運(yùn)動(dòng)，此過程中支撐桿中的內(nèi)筒和外筒的相對(duì)位置保持不變；當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)至滑軌底部時(shí)，整個(gè)緩沖裝置展開到位，箭體、支撐梁、支撐桿形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)；

所述支撐梁的外形經(jīng)過空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)，類似整流罩形狀，可有效降低火箭氣動(dòng)阻力；

所述外筒內(nèi)安裝有緩沖器，使得當(dāng)火箭著陸回收時(shí)，外筒內(nèi)的緩沖器被壓縮，吸收箭體動(dòng)能，保護(hù)箭體結(jié)構(gòu)不受破壞。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：

1. 相比其它倒三角式緩沖裝置，本實(shí)用新型的支撐桿在緩沖裝置展開后的狀態(tài)下長(zhǎng)度更短，支撐桿與鉛垂線夾角小，所以節(jié)約了緩沖裝置的重量，降低了支撐桿內(nèi)部的壓縮載荷，提高了支撐桿的軸壓穩(wěn)定性；

2. 支撐桿在收攏和展開狀態(tài)下不進(jìn)行伸縮運(yùn)動(dòng)，支撐桿外筒內(nèi)有更多的空間布置緩沖器，提高了火箭著陸的耐沖擊速度，降低了沖擊過載，增強(qiáng)了著陸穩(wěn)定性；

3. 通過改變鎖緊機(jī)構(gòu)在滑軌中的位置可以調(diào)整支撐梁展開后的跨度，以適應(yīng)不同高度火箭的回收著陸任務(wù)，降低了研發(fā)成本。

附圖說明