[发明专利]一种锥顶罩拉式回收亚轨道运载火箭

说明书

本发明公开了一种锥顶罩拉式回收亚轨道运载火箭，其属于航天火箭技术领域，其包括一级箭体、设置于一级箭体上端的锥顶罩，以及回收动力装置；锥顶罩中容纳有载荷；回收动力装置至少包括回收动力发动机和设置于其外侧的回收动力罩，回收动力发动机上具有发动机喷管，发动机喷管的朝向固定设置为或可调节为向下或朝外的斜下方；回收动力装置有两个，于两侧对称地设置于一级箭体上部的外侧面上或者锥顶罩的外侧面上。本发明锥顶罩拉式回收亚轨道运载火箭解决了现有技术降落点不可控及回收有难度的技术问题，本发明能够提供地面发射、飞行及亚轨飞行的试验环境，可为空天产品的研制提供真实状态的环境试验及其试验服务。

技术领域

本发明属于航天火箭技术领域，具体涉及一种锥顶罩拉式回收亚轨道运载火箭。

背景技术

随着国内外航天领域的不断发展，如何降低航天发射费用逐渐成为整个航天产业面临的主要挑战之一，商业航天的发展对低成本发射和低成本火箭提出了更高的要求，尤其是对于一些低空高速飞行试验发射，实现运载器及其有效载荷的回收和重复使用是降低成本的重要措施。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。

一般二级运载火箭及其飞行过程分离状态如图1A至图1D所示。火箭主要由一级箭体（或称一级火箭）1'、二级火箭2'、整流罩4'组成，主要功能是发射载荷例如卫星3'。其中，整流罩4'也称为卫星整流罩或火箭整流罩，其作用主要为包覆卫星3'，与二级火箭2'相连接，如图1A火箭结构示意图所示；火箭飞行到一定高度后一级箭体1'分离，如图1B一二级分离示意图所示，一级箭体1'被抛掉后飞落至地面，损毁弃用；火箭继续向上飞行，飞离大气层，整流罩4'分离、抛罩，如图1C整流罩抛罩示意图所示，整流罩4'落地损毁；火箭继续飞行至预定轨道，卫星3'分离，如图1D卫星分离示意图所示。可见，其中大部分部件都直接落地损毁，一次性使用，不回收复用。

现有的可重复使用运载器例如太空探索技术公司（SpaceX）的“猎鹰-9R”火箭，采用了垂直返回的方式，其通过一级箭体底部中心的发动机动力调节实现了一级箭体的回收；其整流罩抛罩后分两瓣分别回收，主要采用降落伞方式伞降、通过海上平台及其网篮回收。可以想到的是，伞降方式降落点不可控，回收仍存在难度，所需的海上平台等也需要较高成本。

目前，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SpaceX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，本发明提供一种锥顶罩拉式回收亚轨道运载火箭，锥顶罩和一级箭体整体回收，避免了整流罩分瓣抛罩后造成的回收不便，并采用回收动力位于火箭上部的拉式回收方式，确保火箭回收着陆稳定、精准，且降低了对着陆点的要求。

基于本发明的技术方案，本发明提供了一种锥顶罩拉式回收亚轨道运载火箭，其属于航天火箭技术领域，其包括一级箭体、设置于一级箭体上端的锥顶罩，以及回收动力装置；锥顶罩中容纳有载荷；回收动力装置至少包括回收动力发动机和设置于其外侧的回收动力罩，回收动力发动机上具有发动机喷管，发动机喷管的朝向固定设置为或可调节为向下或朝外的斜下方；回收动力装置有两个，于两侧对称地设置于一级箭体上部的外侧面上或者锥顶罩的外侧面上。

进一步地，锥顶罩包括瓜瓣部、壳段和载荷支座；瓜瓣部为二个或多个，壳段呈筒状，壳段的上部与各个瓜瓣部活动连接，二个或多个瓜瓣部合拢后呈锥形；壳段下部与载荷支座相连接；瓜瓣部、壳段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。

进一步地，壳段下部与一级箭体的上端相连接，载荷支座位于壳段内；或者，载荷支座连接于壳段的下端，载荷支座与一级箭体的上端相连接。

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。

优选地，相邻的瓜瓣部的对接面均设置有耐高温的密封结构，瓜瓣部闭合时，密封结构相匹配且密封地相抵触。