CN217541680U - 一种具有火箭套筒端罩的火箭 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有火箭套筒端罩的火箭，其包括火箭套筒端罩、一级火箭和二级火箭，所述二级火箭设置在所述火箭套筒端罩里，所述火箭套筒端罩的底部与所述一级火箭的顶部相连；火箭套筒端罩包括上下依次相连的壳段、套筒和锥段；所述壳段和所述套筒的上下端均开口设置，且所述壳段和所述套筒内可承装上下锁紧的卫星和二级火箭；所述锥段的下部可与一级火箭相连。本实用新型中的火箭套筒端罩与一级火箭相连，可与一级火箭一体回收，降低了发射成本。

Description

一种具有火箭套筒端罩的火箭

技术领域

本实用新型为专利申请号202220880178X、发明名称为“一种火箭套筒端罩及具有该火箭套筒端罩的火箭”的分案申请。

本实用新型属于航天火箭技术领域，特别涉及一种具有火箭套筒端罩的火箭。

背景技术

发射卫星时需要通过运载火箭将卫星等有效载荷送至太空预定轨道，一般需要两级运载火箭进行发射。如图5所示，现有两级运载火箭包括一级火箭1、二级火箭2和火箭整流罩4(也称为卫星整流罩)。现有的大部分火箭整流罩4仅包覆卫星载荷3，火箭飞行至大气层以上一定高度时火箭整流罩4分离、抛罩，抛弃，然后二级火箭继续飞行，这种发射卫星的方式导致火箭整流罩无法回收，不仅增加了火箭在发射时需要大量燃料来推送整流罩，还导致火箭整流罩丢弃浪费。

SpaceX公司的“猎鹰-9R”整流罩抛罩后，除了回收一级火箭和二级火箭外，还需要采用降落伞对整流罩进行海上回收，回收面积需要建造足球场那么大，而且有时会发生回收不准火箭整流罩掉落在大海里的情况，这种海上回收的方式无疑增加了回收的技术难度和回收成本。

实用新型内容

基于现有技术中存在的技术问题，本实用新型的实施例提供一种具有火箭套筒端罩的火箭，可以与一级火箭一起回收，从而降低发射成本。

依据本实用新型的技术方案，提供一种具有火箭套筒端罩的火箭，其包括火箭套筒端罩、一级火箭和二级火箭，所述二级火箭设置在所述火箭套筒端罩里，所述火箭套筒端罩的底部与所述一级火箭的顶部相连；火箭套筒端罩包括上下依次相连的壳段、套筒和锥段；所述壳段和所述套筒的上下端均开口设置，且所述壳段和所述套筒内可承装上下锁紧的卫星和二级火箭；所述锥段的下部可与一级火箭相连。

较佳的，所述一级火箭的直径不超过3m。

火箭套筒端罩还包括端帽，用于将所述壳段的上端罩住，所述端帽与所述壳段的侧壁铰接，并可被翻盖打开；设置在所述套筒内并与其相连用于支撑所述二级火箭的支座；设置在所述支座上用于将所述二级火箭锁紧在所述支座上的锁紧组件；设置在所述套筒的内侧壁和所述二级火箭的外侧壁上的用于导引所述二级火箭从所述套筒内飞出的滑动组件。

较佳的，所述壳段和所述套筒的直径相同。

较佳的，所述端帽为半椭球或半球形。

较佳的，所述端帽被电磁机构、气动伺服机构或舵机等方式控制打开或关闭。

较佳的，所述锥段为上窄下宽的实体或壳体。

较佳的，所述锥段为圆台。

较佳的，其采用铝合金蒙皮或碳纤维复合材料或玻璃钢制成。

较佳的，所述锁紧组件为电磁锁紧组件或爆炸螺栓。

本实用新型相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

1、火箭套筒端罩的各个部件相互连接为一体，火箭套筒端罩的底部与一级火箭相连后，即使在端帽打开后，也不抛罩，与一级火箭一起100％整体回收，不需要对端帽单独回收，避免了海上对端帽回收所带来的大量人力和物力消耗，回收成本低；

2、检测评定后可重复使用，降低了发射成本和研发成本；

3、运载火箭发射费用的降低，为洲际运输、太空旅游、太空试验及太空产业和太空经济发展奠定基础。

附图说明

图1为按照本实用新型的实施例的火箭套筒端罩与一级火箭、二级火箭和卫星相连时的主视图；

图2为按照本实用新型的实施例的火箭套筒端罩与一级火箭相连时的主视图；

图3为按照本实用新型的实施例的火箭套筒端罩与一级火箭、二级火箭和卫星相连时端帽打开时的主视图；

图4为端帽的俯视图；

图5为现有的一种火箭整流罩的主视图。

附图标记说明：

1一级火箭，2二级火箭，3卫星，4火箭整流罩，5火箭套筒端罩，51端帽，52壳段，53套筒，54支座，55锥段，56滑轨。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。另外地，不应当将本实用新型的保护范围仅仅限制至下述具体结构或部件或具体参数。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合附图详细描述本实用新型的各个实施例。

请参考图1至图4。本实用新型提供一种火箭套筒端罩，其包括：

上下依次相连上下端均开口的壳段52、套筒53和锥段55；

设置在将所述壳段52的上部并将其上端罩住的端帽51，所述端帽51与所述壳段52的侧壁铰接，并可被翻盖打开；

所述锥段55的下部可与一级火箭1相连；

所述壳段52和所述套筒53可包覆上下锁紧的卫星3和二级火箭2；

设置在所述套筒53内并与所述套筒53相连用于支撑所述二级火箭2的支座54；以及

设置在所述支座上用于将所述二级火箭2锁紧在所述支座54上的锁紧组件；

设置在所述套筒53的内侧壁和所述二级火箭2上用于导引所述二级火箭2从所述套筒53内飞出的滑动组件。

针对端帽51和壳段52的说明

为了减少气动阻力，端帽51一般设计为半椭球或半球形这样的流线型。端帽51和壳段52一起组成端罩段，端帽51与壳段52侧壁的上端铰接，且端帽51可被电磁机构、气动伺服机构或舵机控制打开或关闭。端帽51被打开或关闭时，向一侧翻盖即可打开或关闭，操作容易方便。

针对套筒53、支座54和锥段55的说明

套筒53于壳段52的下部与其相连，一般通过锁紧件相连接。

支座54设置在套筒53内，并通过紧固件将两者相连，用于支撑置于套筒53内的二级火箭2。

锥段55连接在套筒53的下部，作为套筒53与一级火箭1连接的过渡段，一般根据一级火箭1的直径与套筒53的直径大小决定锥段55的倾斜度。

发射卫星时，壳段52承装与二级火箭2锁紧的卫星3，套筒53段承装二级火箭2，并用支座54对二级火箭2进行支撑，支座54设置在套筒53内。

有些实施例中，二级火箭2较长，可能需要有部分长度置于壳段52中，或者卫星长度较长，需要部分放置在套筒53内，总之，壳段52和套筒53内承装着上下锁紧的卫星3和二级火箭2。

为了方便连接，锥段55、套筒53和壳段52的直径设计为相同。

因为一级火箭1的直径大于二级火箭的直径，所以锥段55一般设计为上窄下宽的实体结构或壳体，比如圆台。

锥段55的底部与一级火箭1的顶部相连，这样，一级火箭1和火箭套筒端罩5连为一体。

针对锁紧组件的说明

为了防止二级火箭2在套筒53内产生震动，需要通过锁紧组件锁紧二级火箭2，一般采用的锁紧组件为电磁锁紧组件或爆炸螺栓，设置在支座54上。

针对滑轨组件的说明

为了增加二级火箭2从火箭套筒端罩5内飞出时的稳定性，需要在套筒53的内侧壁上设置若干个滑轨56，相应的在二级火箭2的外侧壁上对应设置若干个滑块，所述滑块嵌进滑轨56内，所述滑块和所述滑轨56构成滑动组件，在二级火箭2在其自身动力系统的作用下从火箭套筒端罩5内向外飞行时，滑块沿着滑轨滑行，从而使二级火箭2在限位约束下与一级火箭1分离。

有些实施例中，套筒53的内侧壁上设置若干个滑块，相应的二级火箭2的外侧壁上对应设置若干个滑轨，所述滑块嵌进滑轨内，该技术方案也在本实用新型的保护范围内。

滑轨可采用钛合金滑轨或铝合金滑轨，滑轨表面固体润滑，帮助二级火箭2及其上的载荷分离时限位和润滑，保护载荷免受外力损伤。

火箭套筒端罩5采用铝合金蒙皮或碳纤维复合材料或玻璃钢制成。

本实用新型还提供一种具有火箭套筒端罩的火箭，其包括火箭套筒端罩5、一级火箭1和二级火箭2，所述二级火箭2设置在所述火箭套筒端罩5里，所述火箭套筒端罩5的底部与所述一级火箭1的顶部通过紧固件连接。

具有火箭套筒端罩的一级火箭1的直径不超过3m，直径超过3m的一级火箭1不适用火箭套筒端罩，需要适用瓣罩。

现对本实用新型的具有火箭套筒端罩的火箭的组装过程和发射过程进行如下说明：

首先将一级火箭1竖直的加以固定；将锥段55置于一级火箭1上，并与一级火箭1通过紧固件相连；将支座54设置在套筒53内并将两者相连；然后将电磁锁紧组件或爆炸螺栓安装在支座54上；将套筒53与锥段55通过紧固件相连；将二级火箭2放置在套筒53内的支座54上，启动电磁锁紧组件将二级火箭2锁紧在支座54上；将卫星3置于二级火箭2上，并将两者锁紧；然后将壳段52套在卫星3的外部，并将壳段52与所述套筒53通过紧固件相连；最后将端帽51与壳段52的侧壁铰接，同时安装控制端帽51开闭的端帽控制机构，启动端帽控制机构使端帽51从一侧翻盖闭合罩住壳段52的上端口，完成整个卫星发射火箭的安装。

一级火箭1、二级火箭2均包括动力系统、箭体结构，以及电气控制系统，火箭发射卫星3的过程如下：

1)火箭各部件完成安装调试并完成发射前各系统及总体测试准备；发射准备阶段与传统火箭一样，依靠一级火箭1的箭体发动机将整个火箭包括一、二级火箭和卫星推动升空；

2)在火箭穿越大气层到达指定分离高度后，端帽51在电磁机构、气动伺服机构或舵机的作用下翻盖打开；端帽51打开后，一级火箭1的箭体发动机关闭；

3)锁紧二级火箭2的锁紧组件被启动打开，二级火箭2从支座54上解锁；

4)二级火箭2的发动机启动，二级火箭2在其自身发动机的驱动下与一级火箭1分离，二级火箭2载着卫星3继续飞行，将卫星3送到预定轨道；

5)二级火箭2带着卫星飞出壳段52后，端帽51在控制机构的作用下翻盖闭合；

6)一级火箭1与之相连的火箭套筒端罩在地球引力的作用下，缓速返回大气层，飞向地面。落地前预定高度，依靠一级火箭1的中间发动机调节推力、各发动机推力共同作用不断调整火箭姿态缓慢下降，火箭降落着地前回收着陆支架打开，最终降落到指定回收地点上。

本实用新型相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

1、火箭套筒端罩的各个部件相互连接为一体，火箭套筒端罩的底部与一级火箭相连后，即使在端帽打开后，也不抛罩，与一级火箭一起100％整体回收，不需要对端帽单独回收，避免了海上对端帽回收所带来的大量人力和物力消耗，回收成本低；

2、检测评定后可重复使用，降低了发射成本和研发成本；

3、运载火箭发射费用的降低，为洲际运输、太空旅游、太空试验及太空产业和太空经济发展奠定基础。

以上所述仅为本实用新型的一些实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有火箭套筒端罩的火箭，其特征在于，其包括火箭套筒端罩(5)、一级火箭(1)和二级火箭(2)，二级火箭(2)设置在火箭套筒端罩(5)里，火箭套筒端罩(5)的底部与一级火箭(1)的顶部相连；

所述火箭套筒端罩包括上下依次相连的壳段(52)、套筒(53)和锥段(55)；壳段(52)和套筒(53)的上下端均开口设置，且壳段(52)和套筒(53)内可承装上下锁紧的卫星(3)和二级火箭(2)；锥段(55)的下部可与一级火箭(1)相连。

2.根据权利要求1所述的具有火箭套筒端罩的火箭，其特征在于，一级火箭(1)的直径不超过3m。

3.根据权利要求1所述的具有火箭套筒端罩的火箭，其特征在于，所述火箭套筒端罩还包括端帽(51)，端帽(51)用于将壳段(52)的上端罩住，端帽(51)与壳段(52)的侧壁铰接，并可被翻盖打开；

设置在套筒(53)内并与其相连用于支撑二级火箭(2)的支座(54)；

设置在支座上用于将二级火箭(2)锁紧在支座(54)上的锁紧组件；

设置在套筒(53)的内侧壁和二级火箭(2)的外侧壁上的用于导引二级火箭(2)从套筒(53)内飞出的滑动组件。

4.根据权利要求3所述的具有火箭套筒端罩的火箭，其特征在于，壳段(52)和套筒(53)直径相同。

5.根据权利要求3或4所述的具有火箭套筒端罩的火箭，其特征在于，

端帽(51)为半椭球或半球形。

6.根据权利要求5所述的具有火箭套筒端罩的火箭，其特征在于，端帽(51)被电磁机构、气动伺服机构或舵机方式控制打开或关闭。

7.根据权利要求5所述的具有火箭套筒端罩的火箭，其特征在于，锥段(55)为上窄下宽的实体或壳体。

8.根据权利要求7所述的具有火箭套筒端罩的火箭，其特征在于，锥段(55)为圆台。

9.根据权利要求5所述的具有火箭套筒端罩的火箭，其特征在于，其采用铝合金蒙皮或碳纤维复合材料或玻璃钢制成。

10.根据权利要求5所述的具有火箭套筒端罩的火箭，其特征在于，锁紧组件为电磁锁紧组件或爆炸螺栓。

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