CN111994309B - 用于运载火箭回收的辅助回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于运载火箭回收的辅助回收系统，包括：承载平台、设置于所述承载平台一侧且连接所述承载平台的侧壁、设置于所述侧壁外侧的多个可伸缩装置及用于控制所述可伸缩装置启动的控制器；所述侧壁彼此面对的部分设有多对彼此对应的开孔，每一对彼此对应的开孔中的至少一个配备所述可伸缩装置，所述可伸缩装置启动后的伸长长度大于对应的两个开孔之间的距离。本发明实施例的辅助回收系统，可以在待回收子级降落前，对其运动进行导向和限位，避免其在着陆过程中发生侧翻或倾覆，降低了待回收火箭的姿态要求，提高了回收成功率。

Description

用于运载火箭回收的辅助回收系统

本申请为2019年4月19日提交的，名称为“一种用于运载火箭回收的辅助回收系统”，申请号为“201910316445.3”的发明专利的分案申请。

技术领域

本发明涉及火箭回收技术领域，尤其涉及一种用于运载火箭回收的辅助回收系统。

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。

这种火箭子级的垂直回收技术，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，提供一种用于运载火箭回收的辅助回收系统，其可以在待回收子级降落前，对其运动进行导向和限位，避免其在着陆过程中发生侧翻或倾覆，降低了待回收火箭的姿态要求，提高了回收成功率。

本发明提供了一种用于运载火箭回收的辅助回收系统，包括：承载平台、设置于所述承载平台一侧且连接所述承载平台的侧壁、设置于所述侧壁外侧的多个可伸缩装置及用于控制所述可伸缩装置启动的控制器；所述侧壁彼此面对的部分设有多对彼此对应的开孔，每一对彼此对应的开孔中的至少一个配备所述可伸缩装置，所述可伸缩装置启动后的伸长长度大于对应的两个开孔之间的距离；所述控制器用于在运载火箭的待回收子级降落至侧壁外端部以内时，控制相应的多个可伸缩装置启动，从而所述可伸缩装置从与该可伸缩装置同侧匹配的开孔向对应的开孔伸出以进入到对应的开孔中，从而多个所述可伸缩装置周向地包围所述待回收火箭子级，以对所述待回收火箭子级进行降落导向及限位。

在一个实施例中，所述辅助回收系统还包括检测器，所述检测器用于检测待回收火箭子级沿重力线所在的第一方向在所述承载平台的第一投影位置，所述控制器用于根据所述第一投影位置控制相应的可伸缩装置伸长。

在一个实施例中，所述控制器用于根据彼此对应的开孔连线沿所述第一方向在所述承载平台的第二投影位置与所述第一投影位置的关系，控制对应的可伸缩装置伸长；其中，所述控制器控制在所述第一投影位置周围且距离所述第一投影位置最近的第二投影位置所对应的多个可伸缩装置启动。

在一个实施例中，所述检测器还用于检测待回收火箭子级下端部进入所述侧壁内的深度，所述控制器在所述深度大于所述开孔到所述侧壁外端部的距离时控制所述可伸缩装置启动。

在一个实施例中，所述检测器包括设置在所述侧壁不同位置的多个相机以及测距离仪。

在一个实施例中，所述可伸缩装置为多级气缸；所述多级气缸包括母缸筒和彼此套设在一起的多个子缸筒，所述母缸筒构成多级气缸的固定部，所述多个子缸筒构成多级气缸的伸缩部，所述母缸筒内设置有燃气发生器；所述燃气发生器在启动后推动多级气缸中的所述多个子缸筒伸长，并跨设在与所述多级气缸对应的两个开孔中。

在一个实施例中，所述检测器包括设置在所述侧壁不同位置的多个相机及测距仪，所述检测器用于检测待回收火箭子级下端面到所述侧壁的外端部所在端面的位移距离，所述控制器在所述位移距离大于所述开孔到所述侧壁外端部的距离时通过电信号控制燃气发生器点火。

在一个实施例中，所述侧壁包括彼此面对的第一侧壁和第三侧壁，以及彼此面对的第二侧壁和第四侧壁；其中所述第一侧壁的两端分别连接所述第二侧壁和所述第四侧壁的一端，所述第三侧壁的两端分别连接所述第二侧壁和所述第四侧壁的另一端；所述第一侧壁和所述第三侧壁靠近外端部的位置设有第一组开孔，所述第二侧壁和所述第四侧壁靠近外端部的位置设有第二组开孔，其中所述第一组开孔距所述承载平台的最短距离大于所述第二组开孔距所述承载平台的最大距离。

在一个实施例中，所述侧壁还包括沿其靠近所述承载平台均匀设置的开孔，其中所述第一侧壁和所述第三侧壁的开孔到所述承载平台的最小距离大于所述第二侧壁和所述第四侧壁的开孔到所述承载平台的最大距离。

在一个实施例中，与设有多级气缸的开孔对应的开孔内设限位结构，远离所述母缸筒的子缸筒设有配合所述限位结构的配合结构及供所述限位结构运动的导向结构；在所述多级气缸启动后，所述限位结构沿所述导向结构运动，进入所述配合结构限位。

在一个实施例中，所述导向结构为设于远离所述母缸筒的子缸筒的滑槽，所述限位结构为设于与多级气缸对应的开孔上设置的凸起，所述配合结构为形状匹配所述凸起的凹陷，所述凹陷设置在所述滑槽供所述凸起滑动的极限位置；在所述多级气缸伸长的过程中，所述凸起进入所述滑槽并沿所述滑槽内滑动，当所述多级气缸伸长至极限位置时，所述凸起进入所述凹陷，并由所述凹陷限位，避免伸长的多级气缸在受到待回收火箭子级的压力下从对应的开孔中脱出。

本发明的实施例，通过采用辅助回收系统，可以显著地降低对火箭降落时的姿态要求，避免火箭在着陆瞬间倾覆，提高火箭回收的成功率。

应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本发明所欲主张的范围。

附图说明

下面的附图是本发明的说明书的一部分，其绘示了本发明的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本发明的原理。

图1为本发明实施例的辅助回收系统结构示意图。

图2为本发明实施例的控制器控制多个可伸缩装置的示意图。

图3a和3b为本发明实施例的辅助回收系统中支撑装置、可伸缩装置及开孔结构匹配示意图。

图4为本发明实施例的控制器、检测器及可伸缩装置的连接结构示意图。

图5为本发明实施例的火箭子级回收后与伸长状态的可伸缩装置匹配的俯视示意图。

图6为本发明实施例的多级气缸结构示意图。

图7为本发明实施例的具有对应侧壁开孔高度不同的辅助回收系统结构示意图。

图8为本发明实施例的辅助回收系统包含多组支撑台的结构示意图。

图9为本发明实施例的辅助回收系统中可伸缩装置中限位及导向结构所在位置示意图。

具体实施方式

现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。

在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。

现有的液体火箭回收技术，需要在火箭子级上增加例如4个可伸缩的支撑腿，并且配备一套高压气体作动机构。其中，高压气体作动机构用于在待回收的火箭子级接近着陆面时展开支撑腿，无疑增加了火箭系统的复杂性和结构重量。

在火箭起飞阶段，这些增设的机构是对火箭飞行无用的死重，降低了火箭的运载能力。此外，采用现有的火箭回收技术，必须在火箭子级降落过程中对火箭子级的速度和姿态进行精确控制，并使火箭子级在触地瞬间速度降低至0，同时姿态保持垂直。同样地，在海上回收火箭时，除了上述对地面回收火箭时的要求外，对海况的要求也比较高。例如，用于火箭回收的船身在子级火箭降落时不能有较大幅度的摆动。

本申请提供了一种用于运载火箭回收的辅助回收系统。参见图1和图2，辅助回收系统包括：承载平台1、设置于所述承载平台1一侧且连接承载平台1的侧壁2、设置于侧壁2外侧的多个可伸缩装置3及用于控制可伸缩装置启动的控制器4。侧壁2彼此面对的部分设有多对彼此对应的开孔21，每一对彼此对应的开孔中的至少一个配备可伸缩装置3，可伸缩装置3启动后的伸长长度大于对应的两个开孔之间的距离。控制器4用于在运载火箭的待回收子级降落至侧壁2外端部以内时，控制相应的多个可伸缩装置3启动，从而可伸缩装置3从与该可伸缩装置3同侧匹配的开孔向对应的开孔(即图中虚线连接的两个开孔)伸出以进入到对应的开孔中，从而多个可伸缩装置3彼此配合，沿回收子级的外周向包围待回收火箭子级，以对待回收火箭子级进行降落导向及限位。

本发明的辅助回收系统，通过待回收子级降落前，由控制器控制可伸缩装置伸长并跨设在侧壁对应的开孔之中，可以对待回收子级进行降落导向及限位，避免因着陆不稳而发生侧翻或倾覆，降低了对回收子级的回收姿态要求，提高了回收成功率。

在本申请中，承载平台1可以为固定平台，也可以是可移动平台。当承载平台1为固定平台时，待回收子级通过侧推发动机运动至承载平台1上方，并通过调整姿态，以大致竖直的状态向承载平台1运动。当承载平台1为可移动平台时，其可以配备信号接收系统(实时接收待回收子级传回的位置信号)、自主导航运动系统，从而通过与待回收子级之间的通信，实时获取待回收子级的运动信息，并自主地向待回收火箭子级运动，从而降低对待回收子级的横向机动能力的要求。

另外，辅助回收系统可以设置在回收场内。且优选地，辅助回收系统可以在回收场内自主运动。例如，承载平台1的远离侧壁2一侧(即图1所示方位的下侧)设置轮式结构以及驱动轮式结构转动的发动机，并且辅助回收系统配备自主导航运动控制系统，从而通过自主导航运动控制系统控制发动机驱动辅助回收系统在回收场内移动。另外，辅助回收系统也可以通过人工远程遥控方式控制。

参见图3a，例如，侧壁2位于承载平台1远离回收场地面或海上平台(图中所示下侧为地面或海上平台所在位置)的一侧。例如，如图3a所示，侧壁2在承载平台1靠近外边缘的位置设置，且侧壁2的外边缘设置多个支撑装置5，多个可伸缩装置3可以分别由多个支撑装置5支撑。例如，可伸缩装置3的一端固定连接支撑装置5远离承载平台侧，另一端可以搭接在侧壁2一侧的开孔21中，且可伸缩装置3的伸长方向与相对的侧壁2对应的开孔21连线方向大致相同，以确保其伸长时，可以准确进入与上述开孔对应的开孔中。

具体而言，如图3b所示，侧壁最外侧包括向侧壁2之外突出的凸台20，支撑装置5设于凸台的上端面201上。凸台20上端面201的高度小于侧壁2的内侧高度，以在凸台上端面201与侧壁2内侧形成一定的高度差，侧壁2内侧的开孔21位于凸台上端面201的上方，从而设于凸台上端面201支撑装置5的可伸缩装置3恰好与侧壁2内侧开孔21搭配。

例如，支撑装置5通过螺栓与侧壁的2凸台上端面201连接，且另一端的结构与可伸缩装置3彼此配合，从而避免可伸缩装置3上下、左右晃动，确保其在伸长过程中沿伸长方向进入对应侧壁的开孔中。

侧壁2的开孔21可以设置在远离承载平台1的位置。例如，多个开孔21可以沿侧壁2均匀分布。这些彼此对应的开孔21是为了在可伸缩装置3伸长后，为可伸缩装置3的两端提供承载，从而可伸缩装置3的中部可以对待回收火箭子级进行限位及导向。优选地，侧壁2沿垂直方向的截面可以为正方形、长方形或其它四边形结构，从而简化辅助回收系统的结构，降低生产成本。

控制器4主要用于控制可伸缩装置3开启，以在侧壁2内侧形成对火箭回收子级的环绕，避免火箭子级侧翻或倾覆。在可伸缩装置3为下文所述的多级气缸结构时，控制器4可以电连接燃气发生器的点火开关，从而在点火开光通电后，燃气发生器可以快速的将多级气缸的子缸筒打开，并跨设在侧壁对应的开孔内。在完成对火箭子级的回收之后，可以将多级缸筒复位到收缩状态，并更换燃气发生器，以备下次回收使用。

参见图4，辅助回收系统还包括检测器6。检测器6用于检测待回收火箭子级沿重力线所在的第一方向在承载平台1的第一投影位置，控制器4用于根据第一投影位置控制相应的可伸缩装置3伸长。例如，检测器6用于实时检测火箭子级在承载平台1上方的位置，并将检测信号传输给控制器4。控制器4根据检测器6的检测信号，在火箭子级下落到侧壁内一定深度后，控制相应的可伸缩装置3打开。

通常来讲，火箭子级可以下降到侧壁2开孔21的下方时可伸缩装置3启动，避免处于伸长状态下的可伸缩装置3阻碍火箭子级的下落。此外，可伸缩装置3的伸长不能与火箭子级的下落相互干扰。本申请的实施例中，控制器4通过检测器6发送的第一投影位置信息，可以控制在启动伸长后距离火箭子级最近的若干可伸缩装置3启动。在火箭子级回收后，竖直方向的投影图可以呈现如图5的状态，从而下降的火箭子级可以进入这些可伸缩装置3彼此形成的限位区域，并且火箭子级在径向方向的运动受到该限位区域的限制。

如图5所示，在该实施例中，例如，其中两个可伸缩装置3可以从火箭子级的两侧限制火箭子级运动，另外两个可伸缩装置3可以从火箭子级的另外两侧限制火箭子级运动，从而四个两两配合的可伸缩装置可以限制火箭子级的前后、左右运动。例如，当侧壁2沿垂直方向的截面为长方形或正方形时，两组可伸缩装置3分别为设置于第一组相对的侧壁2之一的可伸缩装置3和设置于第二组相对侧壁2之一的可伸缩装置3。在可伸缩装置3伸长后，在垂直方向观看时，如图5所示，两组可伸缩装置3恰好从火箭子级径向方向的外侧将火箭子级包围(例如，两组可伸缩装置所包围的区域为长方形或正方形，其中长方形的短边或正方形的边长大于火箭子级横截面的直径)。例如，在垂直方向上，其中一组可伸缩装置3与另一组可伸缩装置3在启动伸长时彼此错开(即再在垂直方向不会彼此交错)，避免可伸缩装置启动伸长过程发生相互干扰或撞击。

例如，当控制器4接收到检测器6检测的投影信号之后，控制器4可以根据彼此对应的开孔21连线沿重力线的第一方向在承载平台2的第二投影位置(该信息可以预存于控制器内)与第一投影位置的关系，控制对应的可伸缩装置3伸长。其中，控制器4控制在第一投影位置周围且距离第一投影位置最近的第二投影位置所对应的多个可伸缩装置3启动。可伸缩装置3的伸长是为了阻止火箭子级前后、左右运动，从而防止降落的火箭子级侧翻，显然，可伸缩装置3的伸长动作不能干扰火箭子级的下落。因此，当与可伸缩装置3所配合的对应开孔21连线与火箭子级在垂直方向上的投影没有重合部分时，可伸缩装置3在启动过程不会干扰火箭子级的下降运动。另外，通过选择距离下降的火箭子级投影最近的第二投影所对应的可伸缩装置3，可以减小可伸缩装置3与火箭子级的间隔距离，从而有效地对降落火箭进行限位，避免火箭子级翻倒，提高回收成功率。

例如，检测器6还用于检测待回收火箭子级下端部进入侧壁内的深度，控制器4在该深度大于开孔21到侧壁2外端部的距离时控制可伸缩装置3启动。本发明的实施例的控制器通过在火箭子级下端部穿过开孔所在高度位置时启动相应伸缩装置，避免可伸缩装置的伸长运动干扰火箭子级的下落运动，提高回收成功率。

例如，检测器6可以包括设置在侧壁2不同位置的多个相机以及测距离仪。通过采用设置于侧壁2不同位置的多个相机及测距仪多角度观测降落的火箭子级，可以更好的检测火箭的下落位置，从而控制器可以更准确、准时地启动对应的可伸缩装置。

如图6所示，在一个实施例中，可伸缩装置3为多级气缸。多级气缸包括母缸筒30和彼此套设在一起的多个子缸筒31，母缸筒30构成多级气缸的固定部，多个子缸筒31构成多级气缸的伸缩部。母缸筒30内设置有燃气发生器32。燃气发生器32在启动后推动多级气缸中的多个子缸筒31伸长，并跨设在与多级气缸对应的两个开孔21中。本发明的实施例采用的多级气缸及燃气发生器，一方面，可以通过点火开关电连接控制器，简单地实现对燃气发生器的控制，结构简单，可靠性高；另一方面，通过燃气发生器推动子缸筒模式，可以快速的实现多级气缸的启动及延伸至其运动极限，即使在火箭下降速度较快时，仍然可以实现对火箭子级的导向及限位。

如前所述，检测器6包括设置在所述侧壁2不同位置的多个相机及测距仪，述检测器6用于检测待回收火箭子级下端面进入侧壁内的深度(例如，通过相机及测距仪检测深度)，控制器4在深度大于开孔21到侧壁2外端部的距离时通过电信号控制燃气发生器点火。如前所述，这种方法可以避免可伸缩装置3的启动干扰到火箭子级的下降运动。

如上所述，在可伸缩装置3为多级气缸组成的结构时，气体发生装置为燃气发生器。控制器4通过电磁开关控制燃气发生器启动。具体地，在控制器4执行多级气缸的启动时，可以向电磁开关发送通电信号，从而电磁开关产生磁力，使连接燃气发生器的电源与燃气发生器接通，从而燃气发生器在接收到电流信号后点火，产生大量气体，推动多级气缸打开。

同时，为了方便控制器4选择相应的可伸缩装置3打开，控制器4内可以依次对可伸缩装置、对应的开孔以及对应开孔在竖直方向上于承载平台1的投影进行编号。检测器6向控制器4发送包含检测结果的检测信息(例如，对应开孔投影与火箭子级投影关系信息)时，控制器4可以根据检测信息直接选择待启动的可伸缩装置3。具体地，当检测器6为相机时，相机可以检测所有对应开孔连线及火箭子级在承载平台1投影信息，从而控制器4可以选择距离火箭子级投影最近的开孔连线所对应的可伸缩装置启动。

参见图7，例如，在一个实施例中，侧壁2包括彼此面对的第一侧壁和第三侧壁(即图中所示彼此面对的侧壁)，以及彼此面对的第二侧壁和第四侧壁(即图中所示彼此面对的侧壁)。其中第一侧壁的两端分别连接第二侧壁和所述第四侧壁的一端，第三侧壁的两端分别连接第二侧壁和第四侧壁的另一端。第一侧壁和第三侧壁靠近外端部的位置设有第一组开孔M1，第二侧壁和第四侧壁靠近外端部的位置设有第二组开孔M2，其中第一组开孔M1距所述承载平台1的最短距离大于第二组开孔M2距承载平台的最大距离。第一组对应设置的开孔到承载平台1的最短距离为开孔下端(靠近承载平台1一端)到承载平台1的距离，同样，第二组开孔M2到承载平台1的最大距离为第二组开孔M2的上端(远离承载平台的一端)距离承载平台1的距离。在本发明的该实施例中，通过调整第一组开孔M1与第二组开孔M2在垂直方向上的位置关系，可以避免两组开孔对应的可伸缩装置在伸长过程中发生干扰或撞击。

需要说明的是，第一组开孔M1中设于第一侧壁的开孔与设于第三侧壁的开孔距离承载平台1的高度可以相同或不同。在可伸缩装置3为多级气缸的情况下，考虑到子缸筒伸长过程中会向承载平台1方向有微小弯曲(特别时第一侧壁和第三侧壁之间的距离较大时)，第一侧壁的开孔高度可以略高于相对的第三侧壁开孔的高度(多级气缸设于第一侧壁的外侧)，从而可以更好的确保多级气缸伸长后进入第三侧壁对应的开口之内。另外，同一侧壁上的开孔高度、形状也可以相同或不同，且这些在本申请方案基础上的简单变形，均在本方案的保护范围之内。

在一个实施例中，侧壁2还包括沿其靠近承载平台1的位置均匀设置两组彼此对应的开孔，其中第一侧壁和所述第三侧壁对应设置的开孔到承载平台1的最小距离大于第二侧壁和第四侧壁的开孔到承载平台1的最大距离。如前所述，第一侧壁和第三侧壁到承载平台1的最小距离的位置在开孔的下端，第二侧壁和第四侧壁到承载平台1最大的距离在其开孔的上端，本申请实施例通过在侧壁靠近承载平台1的位置进一步设置开孔，可以通过配合开孔的可伸缩装置3对待回收火箭子级进行进一步限位，从而使待回收子级更稳定地降落在承载平台1上。此外，如前所述，通过规定相对侧壁对应开孔之间的距离，可以避免不同方向的可伸缩装置在伸长过程中发生干扰或撞击，从而进步一步提高辅助回收系统的可靠性。

进一步地，为了进一步提高待回收子级降落后的稳定性，可以沿垂直方向，在侧壁外侧间隔地设置多层开孔(其中，每一层开孔配备一组可伸缩装置，相邻两层开孔可以间隔3-5米)，从而通过设置在不同高度的各组开孔的可伸缩装置3的连续启动，实现对降落的火箭待回收子级的连续导向及多重限位。在侧壁2具有多层开孔(即位于不同开孔在垂直方向上具有不同高度)的情况下，例如，在沿侧壁2不同高度设置的任一层开孔中，可伸缩装置3可以仅在侧壁2的一个方向伸长，从而避免该方向伸长的可伸缩装置与另一方向的侧壁发生干扰。

如图8所示，为了确保沿侧壁2外侧设置多组开孔，外侧壁2需要相应留出支撑台22，23，24，并在支撑台设置对应的支撑装置5(未示意)。即外壁的支撑台22，23，24可以沿竖直方向间隔设置，从而每一层的支撑台可以分别设置可伸缩装置3及对应该层的开孔。

在该实施例中，进一步地，在侧壁2具有前文所述的第一侧壁、第三侧壁以及第二侧壁和第四侧壁的情况下，控制器4可以控制相邻层之一中相对的第一、第三侧壁的开孔所对应的可伸缩装置启动，并控制另一层开孔中相对的第二、第四侧壁的开孔对应的可伸缩装置启动，从而控制器通过控制相邻层的可伸缩装置的方向不同，提高可伸缩装置对待回收子级的支撑稳定性。

参见图9，例如，在一个实施例中，与设有多级气缸的开孔对应的开孔内设限位结构，远离母缸筒30的最外侧子缸筒33设有配合限位结构的配合结构及供限位结构运动的导向结构。在所述多级气缸启动后，限位结构沿导向结构运动，进入配合结构限位。本发明的实施例通过在开孔设置限位结构，以及在多级气缸伸长后进入开孔的子缸筒对应位置设置配合结构及导向结构，限位结构在导向结构的导引下接触配合结构，以将伸长后的多级气缸的前端与侧壁固定。

在该实施例中，如果侧壁较薄，导向结构(例如，凹槽)可以设置在多级气缸的子缸筒33上，开孔中的限位结构沿导向结构运动并进入子缸筒33的配合结构之中，实现对子缸筒33的限位，降低成本。

具体地，导向结构为设于远离所述母缸筒30的子缸筒33的滑槽，限位结构为设于与多级气缸对应的开孔上设置的凸起，配合结构为形状匹配凸起的凹陷。在多级气缸伸长展开后，滑槽的位置朝向开孔上设置的凸起(例如，多级气缸展开时，滑槽的位置朝下，则凸起设置于开孔下侧；同样，多级气缸展开时，滑槽的位置朝上，则凸起位于开孔上侧，以确保多级气缸展开过程中，凸起在滑槽中运动)。用于配合凸起的凹陷可以设置在滑槽供凸起滑动的极限位置，该位置可以为子缸筒33在其滑槽远离子缸筒33外端部的滑动极限位置。

在多级气缸伸长并接触对应开孔的过程中，开孔上的凸起进入滑槽并沿滑槽内滑动，当多级气缸伸长至极限位置时，凸起恰好进入子缸筒上设置的凹陷，从而多级气缸被限位固定，以避免伸长的多级气缸在受到待回收火箭子级的侧向压力下从开孔中脱出。本发明实施例的辅助回收系统，通过在侧壁开孔上设置凸起、在子缸筒设置滑槽及配合凸起的凹陷，可以在多级气缸伸长后，对其进行快速定位限位，从而提高辅助回收系统工作的稳定性。

本发明的实施例，通过采用辅助回收系统，可以显著地降低对火箭降落时的姿态要求，避免火箭在着陆瞬间倾覆，提高火箭回收的成功率。

本发明的火箭回收装置和系统，可以配合现有采用支撑腿支撑方式的火箭，但本申请的承载平台的供火箭子级回收降落的部分以及设于侧壁外可伸缩装置的启动时间需相应地匹配支撑腿的打开动作，即辅助回收系统的动作过程(即只有在火箭回收子级设有支腿的部分位于侧壁上端开孔下方时，相应的可伸缩装置才启动，且此时火箭回收子级尚未着陆)及各个结构的空间不影响支撑腿的打开，从而进一步提高火箭子级回收的成功率。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，在不脱离本发明的构思和原则的前提下，任何本领域的技术人员所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种用于运载火箭回收的辅助回收系统，其特征在于，包括：承载平台、设置于所述承载平台一侧且连接所述承载平台的侧壁、设置于所述侧壁外侧的多个可伸缩装置及用于控制所述可伸缩装置启动的控制器；

所述侧壁彼此面对的部分设有多对彼此对应的开孔，每一对彼此对应的开孔中的至少一个配备所述可伸缩装置，所述可伸缩装置启动后的伸长长度大于对应的两个开孔之间的距离；

所述控制器用于在待回收火箭子级降落至侧壁外端部以内时，控制相应的多个可伸缩装置启动，从而所述可伸缩装置从与该可伸缩装置同侧匹配的开孔向对应的开孔伸出以进入到对应的开孔中，从而多个所述可伸缩装置周向地包围所述待回收火箭子级，以对所述待回收火箭子级进行降落导向及限位；

所述承载平台为可移动平台，用于配置在火箭回收场内，且配备有信号接收系统及自主导航运动系统，从而通过与待回收火箭子级之间的通信，实时获取待回收火箭子级的运动信息，并通过所述自主导航运动系统自主地向待回收火箭子级下方运动。

2.根据权利要求1所述的用于运载火箭回收的辅助回收系统，其特征在于，还包括检测器，所述检测器用于检测待回收火箭子级沿重力线所在的第一方向在所述承载平台的第一投影位置，所述控制器用于根据所述第一投影位置控制相应的可伸缩装置伸长。

3.根据权利要求2所述的用于运载火箭回收的辅助回收系统，其特征在于，所述控制器用于根据彼此对应的开孔连线沿所述第一方向在所述承载平台的第二投影位置与所述第一投影位置的关系，控制对应的可伸缩装置伸长；

其中，所述控制器控制在所述第一投影位置周围且距离所述第一投影位置最近的第二投影位置所对应的多个可伸缩装置启动。

4.根据权利要求2所述的用于运载火箭回收的辅助回收系统，其特征在于，所述检测器还用于检测待回收火箭子级下端部进入所述侧壁内的深度，所述控制器在所述深度大于所述开孔到所述侧壁外端部的距离时控制所述可伸缩装置启动。

5.根据权利要求2或3或4所述的用于运载火箭回收的辅助回收系统，其特征在于，所述检测器包括设置在所述侧壁不同位置的多个相机以及测距仪。

6.根据权利要求5所述的用于运载火箭回收的辅助回收系统，其特征在于，所述检测器包括设置在所述侧壁不同位置的多个相机及测距仪，所述检测器用于检测待回收火箭子级下端面到所述侧壁外端部所在表面的位移距离，所述控制器在所述位移距离大于所述开孔到所述侧壁外端部的距离时通过电信号控制燃气发生器点火。

7.根据权利要求1所述的用于运载火箭回收的辅助回收系统，其特征在于，所述可伸缩装置为多级气缸；所述多级气缸包括母缸筒和彼此套设在一起的多个子缸筒，所述母缸筒构成多级气缸的固定部，所述多个子缸筒构成多级气缸的伸缩部，所述母缸筒内设置有燃气发生器；

所述燃气发生器在启动后推动多级气缸中的所述多个子缸筒伸长，并跨设在与所述多级气缸对应的两个开孔中。

8.根据权利要求1所述的用于运载火箭回收的辅助回收系统，其特征在于，所述侧壁包括彼此面对的第一侧壁和第三侧壁，以及彼此面对的第二侧壁和第四侧壁；其中所述第一侧壁的两端分别连接所述第二侧壁和所述第四侧壁的一端，所述第三侧壁的两端分别连接所述第二侧壁和所述第四侧壁的另一端；

所述第一侧壁和所述第三侧壁靠近外端部的位置设有第一组开孔，所述第二侧壁和所述第四侧壁靠近外端部的位置设有第二组开孔，其中所述第一组开孔距所述承载平台的最短距离大于所述第二组开孔距所述承载平台的最大距离。

9.根据权利要求8所述的用于运载火箭回收的辅助回收系统，其特征在于，所述侧壁还包括沿其靠近所述承载平台的位置均匀设置的开孔，其中所述第一侧壁和所述第三侧壁的开孔到所述承载平台的最小距离大于所述第二侧壁和所述第四侧壁的开孔到所述承载平台的最大距离。

10.根据权利要求7所述的用于运载火箭回收的辅助回收系统，其特征在于，与配备有多级气缸的开孔对应的开孔内设限位结构，远离所述母缸筒的子缸筒设有配合所述限位结构的配合结构及供所述限位结构运动的导向结构；在所述多级气缸启动后，所述限位结构沿所述导向结构运动，进入所述配合结构限位。

Images