[实用新型]一种运载火箭整流罩的回收结构

说明书

本实用新型提供了一种运载火箭整流罩的回收结构，它包括可与分离后的钢性半罩对接的充气式柔性半罩，柔性半罩与钢性半罩的对接面通过螺栓组件固连，所述钢性半罩沿其轴向包括顺次连接的端头A、半圆锥段A和半圆柱段A，充气后的柔性半罩包括顺次连接的端头B、半圆锥段B和半圆柱段B，且端头B与端头A对接且对接后形成半球形结构、半圆锥段B与半圆锥段A对接、半圆柱段B与半圆柱段A对接，所述钢性半罩的内壁固定有高压氦气瓶，所述高压氦气瓶的出气口与柔性半罩的充气口连接。该回收结构使分离后的钢性半罩可以得到适合弹道式返回器的气动外形，而且不会较多牺牲火箭的运载能力，可实现钢性半罩的软着陆回收。

技术领域

本实用新型涉及的是一种运载火箭整流罩的回收结构，属于运载火箭整流罩回收技术领域。

背景技术

整流罩回收是可重复使用运载火箭技术发展和应用的一个分支，也正在成为商业航天公司追逐的热点，迄今为止还没有成功案例。一方面，卫星静包络限制压缩了整流罩内部的富余空间，使得安装回收系统和设备的空间非常有限；另一方面，回收技术复杂，所花代价大。

整流罩回收技术主要是指利用航天器再入返回技术解决整流罩分离、大气层再入、安全着陆、回收和重复使用问题，因此，回收技术相当复杂，与整流罩分离后的返回过程和飞行轨道密切相关。

整流罩返回过程指的是沿其飞行轨道直接进入或者离开它原来飞行的轨道沿转变后的轨道进入地球的大气层，并通过大气层中的大气减速，安全降落在地球上的过程。整流罩返回过程是一种人为的、有目的的和受控的过程。如果不是这样，其返回过程中所遭受的大攻角飞行、最大承载值、气动加热、进入安全都会成为问题。一旦返回过程受控，实际上也就改变了其原始的飞行轨道，而是沿转变后的轨道返回，其中要采用热防护、升力控制、地球撞击缓冲、定点返回、制导和控制等技术将上述问题一一解决。

其中，整流罩返回过程一般可分为如下几个阶段：

1、整流罩分离段：从分离开始到整流罩离开运载火箭末子级结束。分离点的位置、速度、姿态角、分离角速度构成整流罩飞行轨道要素。整流罩里安装有解锁和分离机构，在火箭飞行满足抛罩条件时，按计算机指令，解锁机构可使卫星整流罩实现分离。卫星整流罩的解锁机构包括纵向解锁机构和横向解锁机构两部分。整流罩的分离动力源来自整流罩分离弹簧，通过设计整流罩分离系统，来满足回收过程对分离点位置、角度、速度的精确要求。

由于整流罩分离后的半罩外形独特，且不具有良好的气动外形，尽管其分离点速度和高度不高，与传统轨道航天器返回相比，半罩返回过程、阶段和遇到的气动力、热、电磁环境是相似的，可能局部热导率和加热量更大，因此，需要解决整流罩局部受热而损坏的问题；

2、转入返回轨道的过渡段：从分离结束到进入地球稠密大气层之前的被动段。地球高真空(稀薄大气)大气层高度一般取80km-120km，过渡段运行轨道一般不加以控制，因此属于大气层外自由下降段；

3、再入大气层(或再入段)：在高真空中下降运动的过渡段是一条开普勒轨道，当下降到气动作用明显(例如，气动力达到重力的1％)的区域时，返回器的运动就开始偏离开普勒轨道，此时就进入了大气层再入段，再入点E为再入段的起点，也是气动力起明显作用的稠密大气层的最高点。对于降落伞着陆系统垂直着陆的整流罩，其再入段是从E点减速下降到降落伞着陆系统开始工作的这一段轨道，该段从整流罩开始进入大气层起，至离地面10km-20km高度处止。返回器再入段中一般要经受严重的气动力加热和较大的过载考验，因此，再入段的轨道研究是返回轨道研究中的重点，再入段的几点共同性质：a、返回器在再入段的速度随其高度的下降而减小；b、返回器的升阻比对再入段轨道有重要影响，升阻比增大，再入段的轨道趋于平缓，从再入点到理论着陆点的航程增长；c、升阻比增大，返回器的减速度下降，因此过载峰值和热流密度峰值均减小。因此，适当地控制返回器在再入段的攻角和升阻比，可以得到适当的最大过载值和适当的航程；