[发明专利]运载火箭子级回收着陆系统及方法

权利要求书

1.一种运载火箭子级回收着陆系统，其特征在于，包括：

回收着陆装置，设置在地面或船上，所述回收着陆装置包括着陆缓冲机构；

火箭发动机(8)，设置在火箭子级(1)上，所述火箭发动机(8)设有多台，用于控制所述火箭子级(1)进行减速；

推力矢量控制装置，用于改变所述火箭发动机(8)的推力方向；

惯性测量系统，用于实时测量所述火箭子级(1)的姿态和位置；

GPS系统，用于实时测量所述火箭子级(1)的位置；

RCS反作用控制系统(9)，设置在所述火箭子级(1)上，所述火箭子级(1)在进入大气层之前，所述RCS反作用控制系统(9)使所述火箭子级(1)在再入段之前翻转及着陆目标瞄准；

气动舵(7)，设置在所述火箭子级(1)上；

箭载计算机，设置在所述火箭子级(1)上，并与所述火箭发动机(8)、所述惯性测量系统、所述GPS系统、所述RCS反作用控制系统(9)、所述气动舵(7)、所述推力矢量控制装置连接，用于控制所述火箭子级(1)在进入大气层后的姿态；

GNC系统，用于使火箭子级(1)沿预定轨迹下降并使所述火箭子级(1)以水平姿态落到所述着陆缓冲机构上。

2.根据权利要求1所述的运载火箭子级回收着陆系统，其特征在于，所述运载火箭子级回收着陆系统还包括：

第一RCS喷管组件，与气源通过管路相连，所述管路上设有阀门，所述第一RCS喷管组件在所述火箭子级(1)上对称地设有两组，且两组所述第一RCS喷管组件分布在所述火箭子级(1)的同一圆周上，每组所述第一RCS喷管组件至少包括分别朝向第一方向、第二方向、第三方向的三个第一RCS喷管，所述第一方向与所述第二方向相反且与火箭子级(1)的径向垂直，所述第三方向沿火箭子级(1)的径向且朝向外侧，每个所述第一RCS喷管均对应设有一个阀门，所述RCS反作用控制系统(9)与所述阀门连接，能够控制所述阀门的通断。

3.根据权利要求2所述的运载火箭子级回收着陆系统，其特征在于，所述气源包括气瓶，所述气瓶设置在所述火箭子级(1)上，所述气瓶内设有氮气或惰性气体。

4.根据权利要求2所述的运载火箭子级回收着陆系统，其特征在于，所述火箭子级(1)包括尾段(11)、贮箱(12)和级间段(13)，所述尾段(11)内设置有所述火箭发动机(8)、推进剂供应系统、推力矢量控制装置及热防护系统，所述贮箱(12)内设有推进剂，所述级间段(13)外设置有所述气动舵(7)及所述第一RCS喷管，所述级间段(13)内设置所述GNC系统、所述RCS反作用控制系统(9)。

5.根据权利要求4所述的运载火箭子级回收着陆系统，其特征在于，所述尾段(11)外设有阻力减速板。

6.根据权利要求5所述的运载火箭子级回收着陆系统，其特征在于，所述级间段(13)上设有第二RCS喷管，所述第二RCS喷管的轴线与所述火箭子级(1)的轴线重合。

7.根据权利要求5所述的运载火箭子级回收着陆系统，其特征在于，所述着陆缓冲机构包括着陆网(2)，所述回收着陆装置包括支撑所述着陆网(2)的支架。

8.根据权利要求7所述的运载火箭子级回收着陆系统，其特征在于，所述支架包括主支撑杆(31)和与所述主支撑杆(31)相连的副支撑杆(32)，所述副支撑杆(32)设有液压阻尼机构。

9.一种运载火箭子级回收着陆方法，其特征在于，包括以下步骤：

火箭子级(1)和火箭本体分离；

火箭子级(1)在惯性作用下冲高并向下进入大气层，气动舵(7)打开，RCS反作用控制系统(9)使火箭子级(1)翻转及瞄准着陆目标；

进入大气层后，推力矢量控制装置、RCS反作用控制系统(9)与气动舵(7)配合控制火箭子级(1)的姿态，使火箭子级(1)沿预定轨迹下降并使所述火箭子级(1)以水平姿态落到着陆网(2)上。