CN217980051U - 一种火箭瓜瓣套罩及具有该火箭瓜瓣套罩的火箭 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种火箭瓜瓣套罩及具有该火箭瓜瓣套罩的火箭；火箭瓜瓣套罩包括上下端均开口设置的壳段，于壳段的上端与其铰接并将壳段的上端罩住的瓜瓣罩；于壳段的下部与其相连通的套筒，壳段和套筒内可承装上下锁紧的卫星和二级火箭；设置在套筒内并与其相连且可支撑二级火箭的支座；设置在支座上锁紧二级火箭的锁紧组件；以及设置在套筒的内壁和二级火箭的外壁上的滑动组件；套筒的下端可连接一级火箭；壳段、套筒和一级火箭直径相同，瓜瓣罩包括至少两个瓜瓣，瓜瓣向中心合拢时呈半球形或半椭球形或圆锥形。火箭瓜瓣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

一种火箭瓜瓣套罩及具有该火箭瓜瓣套罩的火箭

技术领域

本实用新型属于航天火箭技术领域，涉及一种火箭瓜瓣套罩及具有该火箭瓜瓣套罩的火箭。

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7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。

实用新型内容

基于现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供一种火箭瓜瓣套罩及具有该火箭瓜瓣套罩的火箭，可以与一级火箭一起回收，从而提升了技术的可靠性，进而降低了发射成本。

依据本实用新型的技术方案的第一方面，提供一种火箭瓜瓣套罩，其包括上、下端均开口设置的壳段；于所述壳段的上端与其铰接并将所述壳段的上端罩住的瓜瓣罩；于所述壳段的下部与其相连通的套筒，所述壳段和所述套筒内承装有上下锁紧连接的卫星和二级火箭；设置在所述套筒内并与其相连且可支撑所述二级火箭的支座；设置在所述支座上并用于锁紧所述二级火箭的锁紧组件；以及设置在所述套筒的内壁和所述二级火箭的外壁上的滑动组件，当发射卫星时所述二级火箭可通过所述滑动组件相对所述套筒滑动；所述套筒的下端可连接一级火箭；所述壳段、所述套筒和所述一级火箭直径相同，所述瓜瓣罩包括至少两个瓜瓣，所述瓜瓣向中心合拢时呈半球形或半椭球形或圆锥形。

较佳的，所述壳段的直径为1米时，所述瓜瓣的数量为2 瓣，为两米时所述瓜瓣的数量为3瓣，三米时所述瓜瓣的数量为4瓣。

较佳的，所述瓜瓣被电磁机构、气动伺服机构或舵机控制打开或关闭。

较佳的，所述套筒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。

较佳的，所述滑动组件包括设置在所述套筒上的滑轨，发射卫星时设置在所述二级火箭的外壁上的滑块与所述滑轨配合。

较佳的，所述滑动组件包括设置在所述套筒上的滑块，发射卫星时设置在所述二级火箭的外壁上的滑轨与所述滑块配合。

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瓜瓣罩套罩的火箭，其包括火箭瓜瓣套罩、一级火箭和二级火箭，所述二级火箭设置在所述火箭瓜瓣套罩里，所述火箭瓜瓣套罩与所述一级火箭上下相连；所述火箭瓜瓣套罩为上述的火箭瓜瓣套罩。

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、火箭瓜瓣套罩的各个部件相互连接为一体，火箭瓜瓣套罩的底部与一级火箭相连后，即使在瓜瓣罩打开后，也不抛罩，与一级火箭一起100％整体回收，不需要对瓜瓣罩单独回收，避免了海上对瓜瓣罩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、一级火箭与火箭瓜瓣套罩的直径相同，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。

附图说明

图1为按照本实用新型的实施例的火箭瓜瓣套罩的主视图；

图2为按照本实用新型的实施例的火箭瓜瓣套罩的俯视图；

图3为按照本实用新型的实施例的火箭瓜瓣套罩的瓜瓣罩打开时的主视图；

图4为按照本实用新型的实施例的另一种瓜瓣罩的主视图；

图5为按照本实用新型的实施例的另一种瓜瓣罩打开时的主视图；

图6为按照本实用新型的实施例的具有火箭瓜瓣套罩的火箭的主视图；

图7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火箭瓜瓣套罩，51瓜瓣套罩，511瓜瓣，52壳段，53套筒，54支座，55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6。本实用新型提供一种火箭瓜瓣套罩，其包括上、下端均开口设置的壳段52；于所述壳段52的上端与所述壳段52铰接并将所述壳段52的上端罩住的瓜瓣罩51；于所述壳段52的下部与其相连通的套筒53，壳段52和套筒 53内承装上下锁紧连接的卫星3和二级火箭2；设置在所述套筒53内并与其相连且可支撑所述二级火箭2的支座54；设置在所述支座54上用于锁紧所述二级火箭2的锁紧组件；以及设置在所述套筒53的内壁和所述二级火箭或亚轨道火箭外壁上的滑动组件，所述二级火箭2通过所述滑动组件55相对所述套筒滑动；所述套筒53的下端可连接一级火箭1；所述壳段52、所述套筒53和所述一级火箭1的直径设计为相同，所述瓜瓣罩51包括至少两个瓜瓣511，所述瓜瓣511可向中心合拢关闭，从中心向外张开打开。向中心合拢时呈半球形或半椭球形或圆锥形。

针对壳段52和瓜瓣罩51的说明：

瓜瓣罩51包括至少两个瓜瓣511，每个瓜瓣511与壳段 52的顶部通过铰接件铰接，然后通过电磁机构、气动伺服机构或舵机等方式控制其绕着铰接件打开或关闭。瓜瓣罩51关闭时，每个瓜瓣511向中心收拢闭合，打开时每个瓜瓣511向外侧张开。

壳段52一般设计为圆筒形，其内可承装将要发射的卫星。

根据壳段52的直径大小，瓜瓣罩51的瓜瓣511的数量可为2至8瓣；优选的，壳段52的直径为1米左右时，瓜瓣511 的数量为2瓣；壳段52的直径为两米左右时，瓜瓣511的数量为3瓣，三米左右时瓜瓣511的数量为4瓣。

在有些实施例中，瓜瓣罩51被设计为圆弧型，可减少气动阻力，如图1至图3所示，为具有4个瓜瓣511的瓜瓣罩 51。

在有些实施例中，出于工艺复杂程度和制造成本考虑，瓜瓣罩51被设计成圆锥型，如图4和图5所示。

针对套筒53的说明。

套筒53一般被设计为圆筒形，其于壳段52的下部通过紧固件与其连接，比如通过螺栓螺母连接。其直径优选的与壳段 52的直径相同。

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53内对其进行保护，套筒53可根据二级火箭2的长度设置多个筒段，且每个套筒53通过紧固件相连。

有时发射的卫星3长度较长时，可能也会设置在套筒53 内，即套筒53和壳段52内可承装上下锁紧相连的卫星3和二级火箭2。

套筒53的下部可通过紧固件连接一级火箭1，套筒53的直径优选的与一级火箭1的直径相同，如图6所示，方便与一级火箭1连接。

套筒53可采用铝合金蒙皮或碳纤维复合材料或玻璃钢制成。

针对支座54、锁紧组件和滑动组件的说明。

支座54设置在套筒53内的底部，用于支撑套筒53内的二级火箭2。

为了紧固二级火箭2，防止其在套筒53内产生震动，支座54上需要设置锁紧组件，锁紧组件一般为电磁锁紧组件或爆炸螺栓。

为了增加二级火箭2从套筒53内飞出时的稳定性，设置在套筒53的内壁和二级火箭2外壁上的滑动组件包括设置在套筒53的内侧壁上的若干个滑轨55和相应的在二级火箭2的外侧壁上对应设置的若干个滑块，所述滑块嵌进滑轨55内，在二级火箭2在其自身动力系统的作用下从套筒53内向外飞行时，滑块沿着滑轨55滑行，从而带着二级火箭2沿着套筒53滑行，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，从而带着二级火箭2沿着套筒53滑行，该技术方案也在本实用新型的保护范围内。

滑轨55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及其上的载荷或亚轨道火箭与一级火箭 1分离时限位和润滑，保护载荷免受外力损伤。

以上所述的火箭瓜瓣套罩的各个部件都相互连接为一体，且进行发射卫星时，所述火箭瓜瓣套罩与一级火箭连为一体，发射完卫星后，可与一级火箭1一起回收利用，不像传统的卫星发射，发射卫星后整流罩完全被抛弃，或用较高的回收成本进行海上回收。

在有些实施例中，一级火箭1与壳段52和套筒53直径相同，考虑套筒53、滑动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53 的直径可与一级火箭1的直径统一为2250mm。

本实用新型还提供一种具有火箭瓜瓣套罩的火箭，包括一级火箭1、二级火箭2和火箭瓜瓣套罩5。所述二级火箭2设置在所述火箭瓜瓣套罩5里，所述火箭瓜瓣套罩5与所述一级火箭1相连。

现对带有本实用新型的具有瓜瓣罩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；将电磁锁紧组件安装在支座54上；然后将支座54安置在套筒53内，并与套筒53 通过锁紧件或其他方式相连；然后将套筒53与一级火箭1通过锁紧件连接，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；然后将要发射的卫星放置在二级火箭2的上部，并通过锁紧组件将卫星3和二级火箭2锁紧为一体；将壳段52套在卫星3的外部，并通过锁紧件将壳段52与套筒53连接为一体；最后将瓜瓣罩 51安装在壳段52的侧壁上，并同时安装电磁机构、气动伺服机构或舵机等控制瓜瓣罩51开闭的控制机构，启动控制机构将瓜瓣罩51合拢关闭。

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级火箭、二级火箭2、以及卫星推动升空；

2)在火箭穿越大气层到达指定分离高度后，瓜瓣罩51在电磁机构、气动伺服机构或舵机的作用下从中心向外张开；瓜瓣罩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，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送到指定轨道；

5)一级火箭1与之相连的瓜瓣罩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。

本实用新型的二级火箭是指按照点火顺序，一级火箭自动脱离后，接着点火运行的一切火箭，比如亚轨道火箭。

本实用新型相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

1、火箭瓜瓣套罩的各个部件相互连接为一体，火箭瓜瓣套罩的底部与一级火箭相连后，即使在瓜瓣罩打开后，也不抛罩，与一级火箭一起100％整体回收，避免了对瓜瓣罩单独进行海上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、一级火箭与火箭瓜瓣套罩的直径相同，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。

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 (9)

1.一种火箭瓜瓣套罩，其特征在于，其包括：上、下端均开口设置的壳段；于壳段的上端与其铰接并将壳段的上端罩住的瓜瓣罩；于壳段的下部与其相连通的套筒，壳段和套筒内承装上下锁紧的卫星和二级火箭；设置在套筒内并与其相连且可支撑二级火箭的支座；设置在支座上并用于锁紧二级火箭的锁紧组件；以及设置在套筒的内壁和二级火箭的外壁上的滑动组件，当发射卫星时二级火箭可通过滑动组件相对套筒滑动；套筒的下端可连接一级火箭；壳段、套筒和一级火箭直径相同，瓜瓣罩包括至少两个瓜瓣，瓜瓣向中心合拢时呈半球形或半椭球形或圆锥形；

壳段的直径为1米时瓜瓣的数量为2瓣，两米时瓜瓣的数量为3瓣，三米时瓜瓣的数量为4瓣；瓜瓣罩为圆弧型，一级火箭的直径为2250mm，二级火箭的直径为2000mm，套筒的直径与一级火箭的直径统一为2250mm；每个瓜瓣与壳段的顶部通过铰接件铰接。

2.如权利要求1所述的火箭瓜瓣套罩，其特征在于，瓜瓣被电磁机构、气动伺服机构或舵机控制打开或关闭。

3.如权利要求1所述的火箭瓜瓣套罩，其特征在于，火箭瓜瓣套罩采用铝合金蒙皮或碳纤维复合材料或玻璃钢制成。

4.如权利要求1所述的火箭瓜瓣套罩，其特征在于，

锁紧组件为电磁锁紧组件或爆炸螺栓。

5.如权利要求1所述的火箭瓜瓣套罩，其特征在于，滑动组件包括设置在套筒上的滑轨，发射卫星时设置在二级火箭的外壁上的滑块与滑轨配合。

6.如权利要求1所述的火箭瓜瓣套罩，其特征在于，滑动组件包括设置在套筒上的滑块，发射卫星时设置在二级火箭的外壁上的滑轨与滑块配合。

7.一种具有火箭瓜瓣套罩的火箭，其特征在于，其包括火箭瓜瓣套罩、一级火箭和二级火箭，二级火箭设置在火箭瓜瓣套罩里，火箭瓜瓣套罩与一级火箭上下相连；火箭瓜瓣套罩为权利要求1的火箭瓜瓣套罩。

8.如权利要求7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。

9.如权利要求8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小200~300mm。

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