[发明专利]一种大跨距、可折叠的重复使用火箭着陆缓冲结构

说明书

本发明一种大跨距、可折叠的重复使用火箭着陆缓冲结构，包括：一个主腿(1)、两个副腿(2)与着陆盘(3)；主腿(1)一端的上接头与每个副腿(2)一端的上接头通过各自上设置的关节轴承与火箭箭体的安装座连接，主腿(1)和副腿(2)的上接头和下接头上均放置关节轴承；着陆盘(3)一侧上设置有转轴；主腿(1)另一端的下接头与每个副腿(2)另一端的下接头均通过各自上设置的关节轴承连接在着陆盘(3)上的同一根转轴上。着陆盘(3)另一侧设置橡胶缓冲垫，能够在火箭着陆缓时与地面缓冲接触。

技术领域

本发明涉及一种大跨距、可折叠的重复使用火箭着陆缓冲结构，属于高轻质、高效率、操作性好的机械组合承载缓冲装置技术领域。

背景技术

运载火箭作为人类进入太空的主要工具，高昂发射费用限制了人类对太空开发和利用，运载火箭的一次性使用是导致发射成本高昂的主要原因。因此运载火箭的重复使用对于降低发射成本、提升人类进入太空能力具有十分重要意义。对于垂直往返重复使用运载火箭，着陆过程是运载火箭返回的最后一个步骤，也是火箭垂直返回技术总体方案中的关键。设计了一种大跨距、可折叠的重复使用火箭着陆缓冲结构，既能满足运载火箭返回稳定性的大跨距需求，又能提供运载火箭着陆良好着陆冲击环境，而且折叠功能优化了运载火箭垂直往返综合环境。

航天领域着陆缓冲结构多集中于月球或火星着陆器设计中，对应结构所能提供着陆支撑跨距较小，仅能满足登月器、火星车等低长细比结构稳定性需求。对于运载火箭高长细比结果着陆稳定性，跨距以往结构设计难以满足。同时，为满足运载火箭上升段良好的气动外形，着陆机构需具备折叠变形功能，且折叠后外形尽可能小，以降低对火箭上升段产生的附加阻力。目前相关重复使用运载火箭着陆缓冲结构已有专利多为概念方案型或局部小结构式设计等发明内容，尚无针对整体着陆缓冲机构方案详细的设计内容，或难以提供大跨距与高折叠变形比的设计内容。

发明内容

本发明解决的技术问题为：克服现有技术不足，提供一种大跨距、可折叠的重复使用火箭着陆缓冲结构，解决了运载火箭上升段对着陆机构折叠后整体气动外形小与返回着陆段着陆机构展开后状态提供跨距大的矛盾，同时解决了运载火箭姿态控制对四条腿展开同步性要求高的要求，实现了着陆缓冲机构整体承载能力大幅提升，稳定性可靠性极大提高。

本发明解决的技术方案为：一种大跨距、可折叠的重复使用火箭着陆缓冲结构，包括：一个主腿1、两个副腿2与着陆盘3；主腿1一端的上接头与每个副腿2一端的上接头通过各自上设置的关节轴承与火箭箭体的安装座连接；

主腿1和副腿2的上接头和下接头上均放置关节轴承；着陆盘3一侧上设置有转轴；主腿1另一端的下接头与每个副腿2另一端的下接头均通过各自上设置的关节轴承连接在着陆盘3上的同一根转轴上；

着陆盘3另一侧设置橡胶缓冲垫，能够在火箭着陆时与地面缓冲接触；

主腿1，包括：下接头1-1、缓冲腿1-2、一节腿1-3、二节腿1-4、三节腿1-5、四节腿1-6、上接头1-7、铝蜂窝柱1-8、抗剪块1-9、限位机构 1-10；

主腿1的下接头1-1与着陆盘3连接，上接头1-7用于与火箭箭体上设置的连接座连接，下接头1-1，包括：支撑段和连接段，支撑段与连接段相连；支撑段为圆柱形杆、连接段上设有能够安装关节轴承的孔，孔内装有关节轴承，陆盘3上的转轴穿过关节轴承，使关节轴承与着陆盘3上的转轴配合，实现等效球铰的连接形式；

缓冲腿1-2内填充铝蜂窝，填充的铝蜂窝为中空圆柱体形状，实现对重复使用火箭着陆过程中的缓冲吸能；

缓冲腿1-2的一端连接下接头1-1；缓冲腿1-2的另一端嵌套于一节腿 1-3的一端内；

一节腿1-3为中空结构，一节腿1-3的另一端嵌套于二节腿1-4的一端内，二节腿1-4的另一端嵌套于三节腿1-5的一端内，三节腿1-5的另一端嵌套于四节腿1-6的一端内；四节腿1-6的另一端连接上接头1-7；