[發明專利]一種發射亞軌道載荷的氣動分離可回收運載火箭

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• 申請號: 202210549771.0
• 申請日: 2022-05-20
• 公開（公告）號: CN114719688A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 隋國發
• 申請（專利權）人: 精易興航（北京）科技創新有限公司
• 主分類號: F42B15/00
• 分類號: F42B15/00;F42B15/01;F42B10/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種發射亞軌道載荷的氣動分離可回收運載火箭，其屬于航天火箭技術領域，其包括上端設置有整流罩的一級箭體，一級箭體的下端設置有一級動力發動機和回收動力系統；整流罩內容納有載有載荷的二級火箭，整流罩包括有氣動分離姿控裝置，氣動分離姿控裝置包括有氣瓶；氣瓶連接有用于將二級火箭向上推動的氣缸，氣瓶還連接有至少有兩條輸氣管路，輸氣管路沿整流罩內壁周向均勻分布設置。本發明采用氣動分離姿控裝置提供分離力以及調整火箭姿態，以及通過整流罩體和一級箭體整體回收，既實現了亞軌道載荷“非火工”分離，又實現了輔助姿控、確保了回收動力燃料沉底和發動機正常工作，降低了發射成本。

技術領域

本發明屬于航天火箭技術領域，具體涉及一種發射亞軌道載荷的氣動分離可回收運載火箭。

背景技術

隨著國內外航天技術的不斷發展，如何降低航天發射費用逐漸成為整個航天產業面臨的主要挑戰之一，商業航天發展的需求對低成本發射和低成本火箭提出了更高的要求；尤其是對于一些低空高速飛行試驗發射，實現運載器及其有效載荷的回收和重復使用是降低成本的重要措施。上世紀中開始，世界各航天大國持續開展可重復使用航天運輸系統的研究和試驗。

現有可重復使用運載器，例如太空探索技術公司（SpaceX）的“獵鷹-9R”火箭，采用了垂直返回的方式，其通過一級箭體底部中心的發動機動力調節實現了一級箭體的回收；其整流罩拋罩后分兩瓣分別回收，主要采用降落傘方式傘降、通過海上平臺及其網籃回收。但是現有可重復使用運載器的傘降方式降落點不可控，回收難度非常大；此外，現有可重復使用運載器發射所需的海上平臺等也需要較高成本。

發明內容

基于現有技術中存在的技術問題，本發明提供一種發射亞軌道載荷的氣動分離可回收運載火箭，其采用氣動分離姿控裝置提供分離力以及調整火箭姿態，實現了整流罩體和一級箭體整體回收，降低了發射成本。

基于本發明的技術方案，本發明提供了一種發射亞軌道載荷的氣動分離可回收運載火箭，包括一級箭體，一級箭體上端設置有整流罩，整流罩內容納有載有載荷的二級火箭；一級箭體的下端居中位置設置有一個回收動力系統，并圍繞回收動力系統設置有二個或多個一級動力發動機；整流罩還包括有氣動分離姿控裝置；氣動分離姿控裝置包括有氣瓶，氣瓶連接有氣缸，氣缸具有缸筒和活塞，缸筒與一級箭體或整流罩固定連接，活塞用于將二級火箭向上推動；氣瓶還連接有輸氣管路，輸氣管路至少有兩條，數條輸氣管路沿整流罩內壁周向均勻分布設置，每條輸氣管路的末端均分支有兩條相互垂直的排氣管，排氣管上設置有控制其通斷的閥門；排氣管的輸出端設置于整流罩上部的外表面上。

進一步地，整流罩包括有瓜瓣部、殼段和支座；瓜瓣部為二個或多個，殼段呈筒狀，殼段的上部與各個瓜瓣部活動連接，二個或多個瓜瓣部合攏后呈半橢球形；殼段下部與支座相連接；瓜瓣部、殼段以及支座共同圍成一個可開閉的用于容納載有載荷的二級火箭的空間。

優選地，瓜瓣部為均勻分布的二個、三個或四個，殼段以及支座的直徑與載有載荷的二級火箭相匹配且小于一級箭體的直徑。

進一步地，支座上設有用于將二級火箭鎖緊或釋放的電控鎖緊裝置；瓜瓣部連接有用于控制其開閉的作動機構；相鄰的瓜瓣部的對接面均設置有耐高溫的密封結構，瓜瓣部閉合時，密封結構相匹配且密封地相抵觸。

優選地，輸氣管路共有四條；閥門為二位三通閥，每條輸氣管路均通過一個二位三通閥與其上的兩條排氣管相連接；殼段的外側面上設置有多個排氣孔，排氣管的輸出端與排氣孔對應地相連接，且排氣孔均位于同一水平面上。

進一步地，排氣管的朝向均為斜下方。

進一步地，回收動力系統包括具有噴管的回收動力發動機，回收動力發動機設置于一級箭體底部居中位置，噴管的朝向固定設置或可調節為朝下；一級動力發動機為二個或多個，且周向均勻圍繞回收動力發動機設置；一級動力發動機的推力大于回收動力發動機的推力。