CN217598865U - 一种大卫星龙嘴套罩及具有该龙嘴套罩的火箭 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大卫星龙嘴套罩及具有该龙嘴套罩的火箭；大卫星龙嘴套罩其包括上下端均开口设置的套筒，所述套筒的下部可连接一级火箭，上部连接将所述套筒的上端罩住的龙嘴；所述龙嘴包括至少两个龙嘴瓣，所述龙嘴瓣与所述套筒铰接，所述龙嘴瓣向中心合拢时关闭；所述龙嘴和所述套筒内承装上下锁紧的卫星和二级火箭；设置在所述套筒内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壁和所述二级火箭的外侧壁上导引所述二级火箭从所述套筒内飞出的滑动组件。大卫星龙嘴套罩与一级火箭相连，可与一级火箭一体回收，降低了发射成本。

Description

一种大卫星龙嘴套罩及具有该龙嘴套罩的火箭

技术领域

本实用新型属于航天火箭技术领域，特别涉及一种大卫星龙嘴套罩及具有该龙嘴套罩的火箭。

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，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，从而增加了发射成本。

SpaceX公司的“猎鹰-9R”整流罩抛罩后分两瓣分别回收，主要采用降落伞海上回收，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的情况导致火箭整流罩掉落在大海里，海上回收的方式无疑增加了回收成本，从而提高了发射成本。

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大卫星龙嘴套罩及具有该龙嘴套罩的火箭，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的第一方面，提供一种大卫星龙嘴套罩，其包括：

上下端均开口设置的套筒，所述套筒的下部可连接一级火箭，上部连接将所述套筒的上端罩住的龙嘴；

所述龙嘴包括至少两个龙嘴瓣，所述龙嘴瓣与所述套筒铰接，所述龙嘴瓣向中心合拢时关闭；

所述龙嘴和所述套筒内承装上下锁紧的卫星和二级火箭；

设置在所述套筒内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壁和所述二级火箭的外侧壁上导引所述二级火箭从所述套筒内飞出的滑动组件。

较佳的，所述龙嘴瓣合拢时所述龙嘴呈椭球形或球形。

较佳的，所述龙嘴包括2至4个龙嘴瓣，所述龙嘴的直径为5米内时，所述龙嘴瓣的数量为2瓣。

较佳的，所述龙嘴的直径大于所述卫星的外包络直径200mm。

较佳的，所述套筒的直径与所述一级火箭的直径相同。

较佳的，所述龙嘴瓣被电磁机构、气动伺服机构或舵机等方式控制打开或关闭。

较佳的，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。

依据本实用新型的技术方案的第二方面，本实用新型还提供一种具有大卫星龙嘴套罩的火箭，其包括大卫星龙嘴套罩、一级火箭和二级火箭，所述二级火箭设置在所述大卫星龙嘴套罩里，所述大卫星龙嘴套罩的底部与所述一级火箭的顶部铰接。

较佳的，所述二级火箭的直径比所述一级火箭的直径至少小100mm。

较佳的，所述二级火箭的直径比所述一级火箭的直径小200～300mm。

本实用新型相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

1、大卫星龙嘴套罩的各个部件相互连接为一体，大卫星龙嘴套罩的底部与一级火箭相连后，即使在龙嘴打开后，也不抛罩，与一级火箭一起100％整体回收，不需要对龙嘴单独回收，避免了海上对龙嘴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、一级火箭与套筒的直径相同，方便连接，同时也降低了气动阻力，从而降低了一级火箭动力系统的动力输出；

4、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；

5、本实用新型的龙嘴长度较长，可将卫星包覆其中，安装卫星时也可先安装龙嘴51后安装卫星，将龙嘴51打开后安装卫星，安装方便。

附图说明

图1为按照本实用新型的实施例的大卫星龙嘴套罩与一级火箭、二级火箭和卫星相连时的剖视图；

图2为按照本实用新型的实施例的大卫星龙嘴套罩与一级火箭相连时的主视图；

图3为图2的俯视图；

图4为按照本实用新型的实施例的大卫星龙嘴套罩与一级火箭相连时龙嘴打开的剖视图；

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大卫星龙嘴套罩，51龙嘴，511龙嘴瓣，52套筒，53支座，54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大卫星龙嘴套罩，其包括上下端均开口设置的套筒52，所述套筒52的下部可连接一级火箭1，上部连接可将所述套筒52的上端罩住的龙嘴51；

所述龙嘴51包括至少两个龙嘴瓣511，所述龙嘴瓣511与所述套筒52铰接，所述龙嘴瓣511向中心合拢时关闭从而将套筒52的上端罩住；

所述龙嘴51和所述套筒52可将上下锁紧的卫星3和二级火箭2包覆其中。

设置在所述套筒52内用于支撑所述二级火箭2的支座52；

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52上的锁紧组件；

设置在所述套筒52的内壁和所述二级火箭的外侧壁上导引所述二级火箭2从所述套筒52内飞出的滑动组件。

针对龙嘴51的说明

龙嘴瓣511可被电磁机构、气动伺服机构或舵机等方式控制从中心向外打开或向中心合拢关闭。

为了减少气动阻力，龙嘴瓣511合拢时所述龙嘴51被设计呈椭球形或球形。

龙嘴51根据直径大小可包括2至4个龙嘴瓣511，龙嘴51的直径在5米内时，龙嘴瓣511的数量为2瓣。

龙嘴51的直径根据卫星外包络直径设计，一般大于卫星外包络直径200mm。

针对套筒52和支座53的说明

为了方便将二级火箭2套进套筒52内，套筒52的上端开口设置，同时为了将支座53放进套筒52内，套筒52的下端也开口设置；另外，为了方便与一级火箭1连接，套筒52的直径与所述一级火箭1的直径相同。

针对锁紧组件的说明

为了防止二级火箭2在套筒52内产生震动，需要通过锁紧组件将二级火箭2锁紧在支座53上，一般采用的锁紧组件为电磁锁紧组件或爆炸螺栓。

针对滑轨组件的说明

为了增加二级火箭2从套筒52和龙嘴51内飞出时的稳定性，需要在套筒52的内壁上设置若干个滑轨54，相应的在二级火箭2的外侧壁上对应设置若干个滑块(未图示)，所述滑块嵌进滑轨54内，所述滑块和所述滑轨54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套筒52内向外飞行时，滑块沿着滑轨54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52的内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。

龙嘴套罩一般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大卫星龙嘴套罩的火箭，其包括大卫星龙嘴套罩5、一级火箭1和二级火箭2，卫星和所述二级火箭2上下锁紧连接后被包覆在所述大卫星龙嘴套罩5里，龙嘴51的底部与所述一级火箭1的顶部铰接。

实际进行卫星发射时，二级火箭2及其上的载荷需要设置在套筒52内对其进行保护，套筒52可根据二级火箭2的长度设置多个筒段，且每个套筒52通过紧固件相连。

套筒52的底部与一级火箭1的侧壁通过紧固件连接，套筒52的直径优选的与一级火箭1的直径相同，如图1至4所示。

在有些实施例中，考虑套筒52、滑轨组件的结构尺寸设计，二级火箭2的直径比一级火箭的直径小100mm以上，更优选的，二级火箭2的直径比一级火箭1的直径小200～300mm。例如一级火箭1的直径为2250mm，二级火箭2的直径为2000mm，套筒52的直径可与一级火箭1的直径统一为2250mm。

现对本实用新型的具有大卫星龙嘴套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；将滑轨54固定在套筒52内；将电磁锁紧组件安装在支座52上，然后将支座52设置在套筒52内并通过紧固件将两者相连；然后将套筒52与一级火箭1通过紧固件上下连接为一体；将二级火箭2放置在支座52上，启动电磁锁紧组件将二级火箭2锁紧在支座52上；将卫星3放置在二级火箭2上并将两者锁紧；将龙嘴5的每个龙嘴瓣511安装在套筒52的侧壁上，同时安装控制每个龙嘴瓣511开闭的控制组件；启动龙嘴控制组件将每个龙嘴瓣511合拢，完成整个卫星发射的火箭的组装。

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，龙嘴51在电磁机构、气动伺服机构或舵机的作用下向外打开；龙嘴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52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带着卫星飞出龙嘴51后，龙嘴51合拢；

6)一级火箭1与之相连的龙嘴套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、大卫星龙嘴套罩的各个部件相互连接为一体，大卫星龙嘴套罩的底部与一级火箭相连后，即使在龙嘴打开后，也不抛罩，与一级火箭一起100％整体回收，不需要对龙嘴单独回收，减少了回收次数，避免了海上对龙嘴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、一级火箭与套筒的直径相同，方便连接，同时也降低了气动阻力，从而降低了一级火箭动力系统的动力输出；

4、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；

5、本实用新型的龙嘴长度较长，可将卫星包覆其中，安装卫星时也可先安装龙嘴51后安装卫星，将龙嘴51打开后安装卫星，安装方便。

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 (7)

1.一种大卫星龙嘴套罩，其特征在于，其包括上下端均开口设置的套筒，套筒的下部可连接一级火箭，上部连接将套筒的上端罩住的龙嘴；龙嘴包括至少两个龙嘴瓣，龙嘴瓣与套筒铰接，龙嘴瓣向中心合拢时关闭；龙嘴和套筒内承装上下锁紧的卫星和二级火箭；设置在套筒内用于支撑二级火箭的支座；设置在支座上用于将二级火箭锁紧在支座上的锁紧组件；设置在套筒的内壁和二级火箭的外侧壁上导引二级火箭从套筒内飞出的滑动组件；在套筒的内壁上设置若干个滑轨，在二级火箭的外侧壁上对应设置若干个滑块，所述滑块嵌进滑轨内，所述滑块和所述滑轨构成滑动组件；

龙嘴瓣合拢时龙嘴呈椭球形或球形；龙嘴包括2个龙嘴瓣至4个龙嘴瓣，龙嘴的直径为5米内时，龙嘴瓣的数量为2瓣；龙嘴的直径大于卫星的外包络直径200mm。

2.如权利要求1所述的大卫星龙嘴套罩，其特征在于，套筒的直径与一级火箭的直径相同。

3.根据权利要求1所述的大卫星龙嘴套罩，其特征在于，龙嘴瓣被电磁机构、气动伺服机构或舵机控制打开或关闭。

4.根据权利要求1所述的大卫星龙嘴套罩，其特征在于，大卫星龙嘴套罩采用铝合金蒙皮或碳纤维复合材料或玻璃钢制成。

5.根据权利要求1所述的大卫星龙嘴套罩，其特征在于，锁紧组件为电磁锁紧组件或爆炸螺栓。

6.一种具有大卫星龙嘴套罩的火箭，其特征在于，其包括权利要求1之权利要求5之任一所述的大卫星龙嘴套罩、一级火箭和二级火箭，二级火箭设置在大卫星龙嘴套罩里，大卫星龙嘴套罩的底部与一级火箭的顶部连接。

7.如权利要求6所述的火箭，其特征在于，二级火箭的直径比一级火箭的直径至少小100mm；二级火箭的直径比一级火箭的直径小200～300mm。

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