[发明专利]一种可重复使用航天运载系统及往返方法

摘要

本发明一种可重复使用航天运载系统及往返方法，包括地面发射回收跟踪指挥通信控制系统、主推火箭动力系统、航空动力系统、气动分离单元、过渡舱、控制舱、航空动力燃料舱、控制系统、姿态稳定系统、定位定向导航系统、供电发电系统、返回着陆系统，航天运载航天运载系统垂直起飞垂直软着陆，集成航空发动机与航天火箭各自的优点，使用后除主推火箭发动机喷管需要更换外，其他组成均可以重复使用，累计飞行时间可达800小时，降低发射费用。

主权项

1.一种可重复使用航天运载系统，包括地面发射回收跟踪指挥通信控制系统、主推火箭动力系统，还包括航空动力系统、气动分离单元、过渡舱、控制舱、航空动力燃料舱、控制系统、姿态稳定系统、定位定向导航系统、供电发电系统、返回着陆系统，航天运载系统垂直起飞垂直软着陆，竖立状态自上而下结构依次由过渡舱、控制舱、航空动力燃料舱、主推火箭动力系统对接集成主干；其中：主推火箭动力系统包括火箭结构本体、LNG(液体天然气)液体火箭发动机、燃料罐及燃料供给系统、氧化剂储罐及氧化剂供给系统、火箭喷管、多种承力支架结构附件，火箭喷管与液体火箭发动机构成模块化集成结构，火箭喷管位于液体火箭发动机下端，火箭喷管与液体火箭发动机布置在火箭结构本体内下段中央，多种承力支架固定在火箭结构本体内壁，燃料罐及燃料供给系统、氧化剂储罐及氧化剂供给系统按质量均布原则通过承力支架固定在火箭结构本体内；其中：航空动力系统包括2套以上航空涡喷发动机、摆动喷管、燃料储箱及供给系统，摆动喷管集成在航空涡喷发动机下端，航空涡喷发动机外壳喷涂耐烧蚀隔热涂层，航空涡喷发动机均匀环绕布置固定在航空动力燃料舱柱段中部外面，燃料储箱及供给系统按质量均匀原则布置在航空动力燃料舱内；航空动力系统为航天运载系统返回提供反推力和直接控制稳定力，保证航天运载系统恢复到发射时铅垂状态平稳着陆；其中：过渡舱、控制舱、航空动力燃料舱、火箭结构本体外形均为中空圆柱体，内壁为5±1毫米高强度铝合金材质整体3D打印而成基体，外壁为6±1毫米侵胶缠绕轻质耐烧蚀隔热碳纤维复合材料耐烧蚀隔热层；其中：控制系统、定位定向导航系统、布置于控制舱内，控制舱柱面上开有窗口，定位定向导航系统及接收地面遥控信号的天线安装在窗口上；其中：姿态稳定系统包括姿态、稳定执行机构、控制单机，控制单机布置于控制舱内，稳定执行机构包括空气舵，空气舵安装在控制舱下端框外壁；其中：气动分离单元包括高压气瓶、电磁阀、充放气阀、管路、汽缸、活塞杆，气动分离单元按质量均匀布局在过渡舱内；其中：供电发电系统包括大容量电池组、发电单元、配电单元，电池组、配电单元布置在过渡舱内，发电单元安装在航空动力燃料舱内、通过航空动力系统提供动力发电、补充电池组电量，配电单元接收控制系统指令给航天运载系统供电；其中：返回着陆系统由着陆装置和地面软回收装置组成，着陆装置包括激光对准器、电磁软着陆对接单元、防热隔热保护罩，着陆装置安装在火箭结构本体底面；地面软回收装置包括大功率电磁发生器、液压缓冲装置、控制单元、激光靶标、软着陆台。