[发明专利]液体火箭

说明书

本发明提供一种液体火箭，包括子级火箭，其中子级火箭远离主发动机一端包括姿态调节机构和挂锁机构；姿态调节机构用于在子级火箭返回时调节子级火箭的降落姿态，以使挂锁机构连接地面火箭回收装置中的挂架结构；挂锁机构包括安装架、挂杆、开关机构、主挂锁、副挂锁和挂杆卡座，安装架固定设置在子级火箭上，挂杆一端与安装架固定连接，另一端通过开关机构与挂杆卡座连接，主挂锁周向设置在子级火箭表面，副挂锁一端与安装架固定连接，另一端在挂杆的轴向方向上贯穿挂杆后与主挂锁固定连接。本发明的火箭回收装置和火箭，通过挂锁机构连接液体火箭上的挂架结构，捕获待回收火箭，可以降低对火箭回收的姿态和速度要求，提高火箭回收的成功率。

技术领域

本发明涉及火箭回收技术领域，尤其涉及一种液体火箭。

背景技术

火箭回收技术是航天技术领域的一颗璀璨明珠，是航天技术实力的综合体现，因此，也受到了各个航天大国的极大关注。目前国内尚无已经投入使用的液体火箭回收方案。美国的Space X公司、蓝色起源公司已经多次成功进行了火箭的回收。例如，Space X公司在其最近几次发射中所采用的火箭回收技术方案是：在火箭子级降落过程中，通过主发动机点火实现减速，同时以姿控发动机调整火箭子级的飞行姿态，从而确保火箭以近乎垂直的姿态下落。在下落的火箭子级接近地面时，处于收拢状态的支撑腿打开，从而使火箭平稳的支撑在着陆表面上（例如，地面或海上平台）。

具体而言，火箭子级的底部设置可收放的支撑腿。在火箭飞行的过程中，支撑腿可以始终处于收拢状态。火箭子级工作结束并与箭体分离后，主发动机关机，火箭子级飞往预定的落区或者飞回发射场。在靠近地面的时候，主发动机重新点火起动，火箭减速。在落地前支撑腿在高压气体的作用下展开并锁定。火箭子级在最后触地瞬间，通过主发动机控制速度降低到0，并通过展开的支撑腿站稳在回收场地或回收船舶上。

这种方法需要制作大型的支腿来保证着陆时的支撑强度，目前，为了重心位置较高的箭体着陆稳定性，减少对箭体的冲击强度，着陆支腿机构设计复杂，重量较大（如SPACEX的猎鹰9号着陆机构近3吨），造成箭体运输能力的损失。回收过程中同时对火箭降落时的姿态及速度的控制要求很高，如果火箭子级降落的姿态或速度控制不好，

很可能会造成火箭的倾倒或爆炸，从而导致火箭回收彻底失败。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种液体火箭，可以在原有回收轨道、动力系统不变情况下，大幅降低着陆机构重量，提高着陆时的稳定性，可以降低对火箭回收的姿态和速度要求，提高火箭回收的成功率。

本发明的一个方面提供了一种火箭回收装置，包含固定座，多个支撑结构和多个挂架结构。

所述支撑结构周向均匀排布，且固定设置在所述固定座上，所述支撑结构底端与所述固定座固定连接，顶端通过旋转结构与所述挂架结构的一端连接，且多个所述挂架结构的另一端向彼此靠近的方向伸出；

所述挂架结构用于与待回收火箭接触后，通过所述旋转结构随待回收火箭向下运动，以缓冲待回收火箭在降落过程的作用力，并固定待回收火箭，实现火箭回收。

在同一个实施例中，所述旋转结构为转轴，所述挂架结构包含转动架、伸缩拉杆和防脱档块；所述转动架位于所述伸缩拉杆的外侧，通过所述转轴与所述伸缩拉杆连接，所述防脱档块位于所述伸缩拉杆靠近所述固定座中心的内侧。

在同一个实施例中，所述伸缩拉杆包含减震桶和伸出架，所述伸出架一端位于所述减震桶内，另一端与远离所述减震桶一侧的所述防脱档块连接，所述减震桶为液压阻尼减震桶，所述伸出架为与所述液压阻尼减震桶配合的液压减震杆。

在同一个实施例中，所述挂架结构上设有用于保护所述挂架结构的减震器，所述减震器位于所述挂架结构的下部，且所述减震器一端通过固定架与所述支撑结构连接，另一端与所述挂架结构连接。