[发明专利]一种套罩式航天火箭

说明书

本发明公开了一种套罩式航天火箭，其涉及航天火箭技术领域，其包括一级箭体、设置于一级箭体上端的锥顶套罩，以及回收动力装置；锥顶套罩自上而下依次包括锥顶罩和滑轨筒罩；锥顶罩自上而下依次包括瓜瓣部和壳段；滑轨筒罩包括套筒、滑轨以及载荷支座；套筒上部与壳段下部相连接，套筒下部与载荷支座相连接，滑轨设置于套筒的内侧面；锥顶罩、套筒以及载荷支座共同围成一个可开闭的用于容纳载荷的空间，载荷的至少一部分与滑轨相匹配地滑动连接。本发明的锥顶套罩和一级箭体整体回收，并采用拉式回收方式，确保着陆稳定、精准；可应用于地面发射、飞行及亚轨飞行的试验。

技术领域

本发明属于航天火箭技术领域，具体涉及一种套罩式航天火箭。

背景技术

从上世纪中开始，世界各航天大国持续开展可重复使用航天运输系统的研究和试验。从构型技术特点上看，可重复使用运载器可以分为水平回收重复使用运载器和垂直回收重复使用运载火箭两大类。开展垂直回收重复使用运载火箭研究的前提是开展运载火箭子级回收技术研究，优选SpaceX公司的“猎鹰-9R”火箭，采用了垂直返回的方式；其中，航天飞机是采用水平滑跑回收的水平回收方式；“猎鹰”火箭整流罩分瓣采用降落伞海上回收，降落伞海上回收是卫星、飞船降落伞回收之后新的应用。国内的运载火箭还没有实现工程上的回收，火箭的发射费用高于国外公司的火箭发射费用。

发明内容

基于现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种套罩式航天火箭。

依据本发明的技术方案，本发明提供一种套罩式航天火箭，其包括一级箭体、设置于一级箭体上端的锥顶套罩，以及回收动力装置；锥顶套罩自上而下依次包括锥顶罩和滑轨筒罩；锥顶罩自上而下依次包括瓜瓣部和壳段；滑轨筒罩包括套筒、滑轨以及载荷支座；套筒上部与壳段下部相连接，套筒下部与载荷支座相连接，滑轨设置于套筒的内侧面；锥顶罩、套筒以及载荷支座共同围成一个可开闭的用于容纳载荷的空间，载荷的至少一部分与滑轨相匹配地滑动连接；回收动力装置的数量为三个、四个或四个以上，多个回收动力装置周向均匀或对称分布设置于一级箭体上部的外侧面上或者锥顶套罩的外侧面上。

其中，滑轨沿周向设置有一个或多个，滑轨的长度方向与套筒的长度方向一致；一级箭体包括自下而上依次设置的一级动力发动机、一级氧箱和一级燃箱，一级动力发动机、一级氧箱和一级燃箱均设置于一级箭体的外壳内。

进一步地，载荷的外侧面上对应设置有一个或多个滑块，滑轨与滑块相匹配地滑动连接。滑轨采用铝基陶瓷材料结构，且表面设置有固体润滑涂层。回收动力装置及其回收动力发动机的安装，和一级箭体及锥顶套罩外壁之间设定有安全距离。

优选地，回收动力装置的发动机喷管推力线与箭体中心线保持相对角度30°。壳段呈筒状，壳段位于瓜瓣部下方，壳段的上部与各个瓜瓣部以铰接方式活动连接，使瓜瓣部能够打开和合拢，瓜瓣部合拢后呈锥形。

更优选地，载荷支座上设有用于将载荷锁紧或释放的电控锁紧装置；瓜瓣部连接有用于控制其开闭的作动机构。

进一步地，在一级箭体或锥顶套罩的外侧面对称安装有两台或多台反推火箭，反推火箭的喷火方向为向上或朝外的斜上方。

更进一步地，一级箭体或锥顶套罩的外侧面固定设置有横梁，回收动力装置与横梁相连接；或者，瓜瓣部顶端向上延伸设置有锥顶柱，回收动力装置与锥顶柱相连接；回收动力发动机通过发动机支座与一级箭体或锥顶套罩可转动的相连接，回收动力发动机连接有用于控制其转动的摆转机构。

与现有技术相比，本发明套罩式航天火箭的有益技术效果如下：

1、本发明的套罩式航天火箭回收过程易于控制，确保火箭稳定回收和精准着陆；无需安装在一级箭体底部中间；回收过程中一级箭体主发动机不启动、不工作、不喷火，降低了着陆地点或回收平台的要求；通过回收动力调节、代替栅格翼功能，控制火箭的调姿、稳定，进一步节约成本。