[發(fā)明專利]運載火箭子級回收著陸系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110822054.6
• 申請日: 2021-07-20
• 公開（公告）號: CN113353293A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 施發(fā)樹;廉永正;黃佩
• 申請（專利權(quán)）人: 北京星際榮耀科技有限責(zé)任公司;北京星際榮耀空間科技股份有限公司
• 主分類號: B64G1/62
• 分類號: B64G1/62
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 康艷艷

1.一種運載火箭子級回收著陸系統(tǒng)，其特征在于，包括：

回收著陸裝置，設(shè)置在地面或船上，所述回收著陸裝置包括著陸緩沖機構(gòu)；

火箭發(fā)動機(8)，設(shè)置在火箭子級(1)上，所述火箭發(fā)動機(8)設(shè)有多臺，用于控制所述火箭子級(1)進行減速；

推力矢量控制裝置，用于改變所述火箭發(fā)動機(8)的推力方向；

慣性測量系統(tǒng)，用于實時測量所述火箭子級(1)的姿態(tài)和位置；

GPS系統(tǒng)，用于實時測量所述火箭子級(1)的位置；

RCS反作用控制系統(tǒng)(9)，設(shè)置在所述火箭子級(1)上，所述火箭子級(1)在進入大氣層之前，所述RCS反作用控制系統(tǒng)(9)使所述火箭子級(1)在再入段之前翻轉(zhuǎn)及著陸目標(biāo)瞄準(zhǔn)；

氣動舵(7)，設(shè)置在所述火箭子級(1)上；

箭載計算機，設(shè)置在所述火箭子級(1)上，并與所述火箭發(fā)動機(8)、所述慣性測量系統(tǒng)、所述GPS系統(tǒng)、所述RCS反作用控制系統(tǒng)(9)、所述氣動舵(7)、所述推力矢量控制裝置連接，用于控制所述火箭子級(1)在進入大氣層后的姿態(tài)；

GNC系統(tǒng)，用于使火箭子級(1)沿預(yù)定軌跡下降并使所述火箭子級(1)以水平姿態(tài)落到所述著陸緩沖機構(gòu)上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運載火箭子級回收著陸系統(tǒng)，其特征在于，所述運載火箭子級回收著陸系統(tǒng)還包括：

第一RCS噴管組件，與氣源通過管路相連，所述管路上設(shè)有閥門，所述第一RCS噴管組件在所述火箭子級(1)上對稱地設(shè)有兩組，且兩組所述第一RCS噴管組件分布在所述火箭子級(1)的同一圓周上，每組所述第一RCS噴管組件至少包括分別朝向第一方向、第二方向、第三方向的三個第一RCS噴管，所述第一方向與所述第二方向相反且與火箭子級(1)的徑向垂直，所述第三方向沿火箭子級(1)的徑向且朝向外側(cè)，每個所述第一RCS噴管均對應(yīng)設(shè)有一個閥門，所述RCS反作用控制系統(tǒng)(9)與所述閥門連接，能夠控制所述閥門的通斷。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的運載火箭子級回收著陸系統(tǒng)，其特征在于，所述氣源包括氣瓶，所述氣瓶設(shè)置在所述火箭子級(1)上，所述氣瓶內(nèi)設(shè)有氮氣或惰性氣體。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的運載火箭子級回收著陸系統(tǒng)，其特征在于，所述火箭子級(1)包括尾段(11)、貯箱(12)和級間段(13)，所述尾段(11)內(nèi)設(shè)置有所述火箭發(fā)動機(8)、推進劑供應(yīng)系統(tǒng)、推力矢量控制裝置及熱防護系統(tǒng)，所述貯箱(12)內(nèi)設(shè)有推進劑，所述級間段(13)外設(shè)置有所述氣動舵(7)及所述第一RCS噴管，所述級間段(13)內(nèi)設(shè)置所述GNC系統(tǒng)、所述RCS反作用控制系統(tǒng)(9)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的運載火箭子級回收著陸系統(tǒng)，其特征在于，所述尾段(11)外設(shè)有阻力減速板。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的運載火箭子級回收著陸系統(tǒng)，其特征在于，所述級間段(13)上設(shè)有第二RCS噴管，所述第二RCS噴管的軸線與所述火箭子級(1)的軸線重合。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的運載火箭子級回收著陸系統(tǒng)，其特征在于，所述著陸緩沖機構(gòu)包括著陸網(wǎng)(2)，所述回收著陸裝置包括支撐所述著陸網(wǎng)(2)的支架。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的運載火箭子級回收著陸系統(tǒng)，其特征在于，所述支架包括主支撐桿(31)和與所述主支撐桿(31)相連的副支撐桿(32)，所述副支撐桿(32)設(shè)有液壓阻尼機構(gòu)。

9.一種運載火箭子級回收著陸方法，其特征在于，包括以下步驟：

火箭子級(1)和火箭本體分離；

火箭子級(1)在慣性作用下沖高并向下進入大氣層，氣動舵(7)打開，RCS反作用控制系統(tǒng)(9)使火箭子級(1)翻轉(zhuǎn)及瞄準(zhǔn)著陸目標(biāo)；

進入大氣層后，推力矢量控制裝置、RCS反作用控制系統(tǒng)(9)與氣動舵(7)配合控制火箭子級(1)的姿態(tài)，使火箭子級(1)沿預(yù)定軌跡下降并使所述火箭子級(1)以水平姿態(tài)落到著陸網(wǎng)(2)上。