一种用于运载火箭回收的辅助回收系统技术方案

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

An Auxiliary Recovery System for Launch Vehicle Recovery

【技术实现步骤摘要】
一种用于运载火箭回收的辅助回收系统
本专利技术涉及火箭回收
，尤其涉及一种用于运载火箭回收的辅助回收系统。
技术介绍
火箭回收技术是航天
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SpaceX公司、蓝色起源公司已经多次成功进行了火箭的回收。例如，SpaceX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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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进入所述侧壁的深度，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。本专利技术的实施例，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，其并不能限制本专利技术所欲主张的范围。附图说明下面的附图是本专利技术的说明书的一部分，其绘示了本专利技术的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本专利技术的原理。图1为本专利技术实施例的辅助回收系统结构示意图。图2为本专利技术实施例的控制器控制多个可伸缩装置的示意图。图3a和3b为本专利技术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为本专利技术实施例的控制器、检测器及可伸缩装置的连接结构示意图。图5为本专利技术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为本专利技术实施例的多级气缸结构示意图。图7为本专利技术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为本专利技术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为本专利技术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专利技术的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本专利技术的限制，而应理解为是对本专利技术的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。在不背离本专利技术的范围或精神的情况下，可对本专利技术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。由本专利技术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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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。2.根据权利要求1的运载火箭回收平台，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的运载火箭回收平台，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的运载火箭回收平台，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所述的运载火箭回收平台，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离仪。6.根据权利要求1的运载火箭回收平台，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春林，
申请(专利权)人：蓝箭航天空间科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11