[发明专利]一种用于一级箭体回收的伞降式回收系统及液体火箭

说明书

本发明提供一种用于一级箭体回收的伞降式回收系统。伞降式回收系统包括姿态控制机构、支撑机构、伞降机构以及控制一级箭体向目标区域运动的尾翼方向舵控制机构。一级箭体分离后通过姿态控制机构控制一级箭体发生翻转使分离舱段作为着陆端，经过伞降结构减速，在着陆时通过支撑机构伸入至着陆表面之内，对一级箭体减速和减震的同时还能避免倾倒。本发明提供的液体火箭包括所述伞降式回收系统，进而可以调控一级箭体发生翻转使分离舱段作为着陆端，并通过能够插入着陆区的支撑机构支撑箭体着陆，降低了生产成本的同时也提高了箭体回收的成功性和稳定性，同时也可以避免动力舱段受到损害，便于重复使用。

技术领域

本发明涉及火箭回收技术领域，具体为一种一级箭体回收的伞降式回收系统及液体火箭。

背景技术

随着航天产业的快速发展，涉及火箭的各项技术也实现了突飞猛进。目前，作为目前将卫星发射至太空的唯一运载工具，持续降低火箭制造与发射成本是各大商业航天公司追逐的目标。

以火箭回收为例，现在主流的箭体回收方法以美国Space X公司、蓝色起源公司代表的反推着陆方式为主。即通过在箭体上增加着陆支腿，在靠近地面时箭体底部发动机多次点火，通过发动机改变推力，调整火箭位置从而实现降落与定点着陆，从而完成整个火箭一子级的回收，在经过清理、维修与测试后即可重复使用。但是此种方式需要发动机具备多次点火能力、大范围调整推力的能力，技术难度较大，同时增加的一些系统降低了这种回收方式的可靠性。例如，Space X公司就发生过发动机无法正常启动所导致的回收失败。另外，此方法需要额外配备大型支腿来保证着陆时的稳定性。整个箭体一子级细长比大、重量大、重心高，在Space X之前执行的几次火箭回收过程中，曾多次出现支腿无法稳定住整个箭体而导致箭体侧翻坠毁的情况。

除此之外，还有一种采用滑行着陆方式进行液体动力航天器重复使用的方法，主要以美国的航天飞机代表。航天飞机通过整箭竖直升空，在将载荷运送至预定目标后，采用与飞机类似的方式水平滑行着陆，完成重复使用。这种方式技术难度高，成本巨大，有效载重占比小，维护费用极高，主流型号均已经处于退役状态。

因此，提供一种方便控制、安全可靠、且可以节约成本，便于重复使用的火箭回收系统是目前所要解决的问题。

发明内容

为解决相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种用于一级箭体回收的伞降式回收系统及液体火箭，具有方便控制、安全可靠、节约成本、提高箭体回收的成功性和稳定性和便于重复使用等优点。

本发明提供了一种用于一级箭体回收的伞降式回收系统，包括姿态控制机构，设置于所述一级箭体分离舱段，用于对所述一级箭体进行调姿；

支撑机构，设置于所述一级箭体远离动力舱段的着陆端，用于在所述一级箭体着陆前向远离所述动力舱段方向弹出，并伸入至着陆表面之内，以形成对所述一级箭体的支撑；

尾翼方向舵控制机构，设置于所述一级箭体动力舱段，用于控制所述一级箭体向目标区域运动；

伞降机构，设置于所述一级箭体内部且远离所述一级箭体着陆端。

在一个实施例中，所述支撑机构是一种设置于所述一级箭体分离舱段的植入腿装置，具体包括所述植入腿装置包括与所述一级箭体分离舱段连接的支架筒以及与所述支架筒连接的伸出支腿。所述支架筒与所述伸出支腿采用弹性连接，在所述一级箭体分离后，所述伸出支腿被弹出。

在一个实施例中，所述支架筒内装有高压介质，所述伸出支腿的一端配置为压缩所述高压介质，从而在所述伸出支腿的另一端解除限制时，所述伸出支腿在高压介质的作用下向远离所述支架筒方向伸出。

在一个实施例中，所述伸出支腿包括连接于所述支架筒的主杆，以及设置于所述主杆远离所述支架筒一端的硬质钻进顶尖，所述硬质钻进顶尖用于钻进着陆区地面。