[发明专利]一种运载火箭可重复使用着陆缓冲装置

说明书

一种运载火箭可重复使用着陆缓冲装置，包括：火箭、外筒、上支架、中筒、下支架、内筒和足垫；外筒和上支架与火箭外表面通过转动副连接，上支架与下支架通过转动副连接；外筒、中筒和内筒通过滑动副连接；下支架通过转动副与中筒连接，足垫和内筒采用球铰连接，内筒设有液压缓冲装置；火箭着陆时，中筒由外筒内伸出，带动上支架和下支架由收拢折叠状态转为展开状态，着陆缓冲装置与地面接触时，内筒在中筒内缩回，通过液压缓冲装置实现火箭的着陆缓冲。本发明的着陆缓冲装置安装于火箭箭体下方，采用液压缓冲方式，实现着陆瞬间对冲击能量的吸收，用于重复使用火箭的垂直回收着陆，也适用于着陆器在各类星体如地球、月球、火星、小行星的软着陆。

技术领域

本发明涉及一种着陆缓冲装置，特别是一种适用于运载火箭可重复使用的着陆缓冲装置。

背景技术

为了降低航天器的成本，越来越多的国家开始研究可重复使用航天器。航天器的可重复使用的重要环节是对航天器进行回收，航天器回收过程中，着陆是回收过程的最后一个步骤，也是决定回收成功与否的关键所在。目前，各国研究的回收系统主要包括气囊式、伞群式或海面溅落，而水平着陆的航天器则大多采用成熟的起落架式的着陆机构。随着国外火箭发射并垂直返回，垂直返回航天器的着陆支撑机构也引起了各方关注。通过火箭垂直返回着陆技术研究，为火箭无损回收使用提供一种崭新技术途径。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有上述现有技术的不足，提供一种运载火箭可重复使用的着陆缓冲装置。

本发明的技术解决方案是：一种运载火箭可重复使用着陆缓冲装置，包括：外筒、上支架、中筒、下支架、内筒和足垫；所述外筒的一端和上支架的一端均通过转动副安装于火箭的外表面，所述上支架的另一端与下支架一端通过转动副连接；所述外筒另一端通过滑动副与所述中筒连接，所述中筒和内筒通过滑动副连接；所述下支架另一端通过转动副与所述中筒连接，用于增大着陆接触面积的足垫和内筒采用球铰连接，所述内筒内设置有液压缓冲装置；所述着陆缓冲装置着陆时为展开状态，未工作时为收拢折叠状态，运载火箭着陆时，中筒由外筒内伸出，带动上支架和下支架由收拢折叠状态转换为展开状态，着陆缓冲装置与地面接触时，内筒在中筒内缩回，通过所述液压缓冲装置缓冲，实现运载火箭的着陆缓冲。

进一步的，所述内筒安装于所述中筒内部，所述中筒安装于外筒的内部。

进一步的，展开状态时，所述外筒、上支架、中筒、下支架与火箭组成稳定的三角形结构。

进一步的，所述外筒外壁分别设置有推力弹簧杆和螺栓，所述推力弹簧杆两端分别与所述外筒和中筒连接，收拢状态时，所述螺栓锁紧所述外筒和中筒；由收拢折叠状态转换为展开状态时，螺栓解锁，推力弹簧杆推动中筒由外筒内伸出。

进一步的，所述液压缓冲装置包括设置于内筒的控制阀和波纹管，所述波纹管将所述内筒内腔隔离为液腔和气腔，所述液腔、波纹管的内腔以及所述内筒与中筒内腔构成的密闭腔内充满液体介质，所述密闭腔、液腔、波纹管的内腔通过液体流道连通，连通所述液腔和波纹管的内腔的流道上设置有控制阀，所述气腔内充有空气介质；着陆缓冲装置与地面接触时，内筒受压向中筒内腔移动，密闭腔内的液体介质通过液体流道流到液腔中，使得液腔压力增大，分别推动波纹管向气腔移动和通过控制阀进入波纹管的内腔使波纹管沿轴向膨胀,压缩气腔内的气腔，经过控制阀的节流阻尼作用，实现缓冲。

进一步的，所述着陆缓冲装置包括球头，所述球头一端插入到内筒端面，另一端连接足垫。

进一步的，所述着陆缓冲装置为多个，多个着陆缓冲装置沿火箭的圆形外表面均匀设置。

进一步的，所述着陆缓冲装置为3个或4个。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)、本发明的运载火箭可重复使用着陆缓冲装置采用液压缓冲装置进行可重复使用运载火箭垂直返回着陆，最大限度的实现火箭无损着陆，有利于提升火箭的可重复使用率。