[发明专利]运载火箭及火箭子级的回收控制方法

说明书

本申请实施例提供了一种运载火箭及火箭子级的回收控制方法。在本申请实施例提供的运载火箭的火箭子级中，由于第二发动机的推力小于第一发动机的最大推力，因此在单位时间的工作过程中，第二发动机的燃料消耗量小于第一发动机的燃料消耗量。从而在火箭子级的返回段过程中，通过控制装置控制位于箭体第二端的第二发动机和靠近箭体第一端的栅格舵，以调整火箭子级的实时姿态，从而能够在火箭子级回收过程中降低燃料的消耗量。

技术领域

本申请涉及飞行器技术领域，具体而言，本申请涉及一种运载火箭及火箭子级的回收控制方法。

背景技术

随着航天技术的发展，全球每年发射的运载火箭的数量越来越多，相应的资金投入也越来越大，因此如何降低运载火箭发射成本，有效回收火箭子级是目前的重点研究方向。目前运载火箭中的火箭子级只设置有用于推动运载火箭本体飞行的发动机，该发动机多为具有大推力深度的变推发动机，以实现推动运载火箭本体进入预定的飞行轨道。因此，在火箭子级的回收过程中，只能依靠该发动机完成火箭子级的姿态调整。

但是，在火箭子级的姿态调整过程中，火箭子级所需要的动力要远远小于推动运载火箭本体的推力，此时继续依靠大推力深度的变推发动机产生的动力来调整火箭子级的姿态，则燃料消耗量较大。

发明内容

本申请针对现有方式的缺点，提出一种运载火箭及火箭子级的回收控制方法，用以解决现有技术存在火箭子级回收过程中，燃料消耗量较大的技术问题。

第一个方面，本申请实施例提供了一种运载火箭，运载火箭包括火箭子级，火箭子级，包括：

箭体；

第一发动机，位于箭体的第一端，用于在起飞段推动运载火箭本体飞行；

至少两个第二发动机，都位于箭体中与第一端相对的第二端，且第二发动机以可旋转的方式与箭体连接；第二发动机的推力小于第一发动机的最大推力；

至少两个栅格舵，沿箭体的周壁外侧周向设置，且靠近第一端；

控制装置，与各第二发动机和各栅格舵都电连接，用于在火箭子级的返回段控制至少一个第二发动机和/或栅格舵。

可选地，火箭子级还包括：环境信息采集装置，用于采集火箭子级的实时运行参数；

控制装置，与环境信息采集装置通信连接，用于根据实时运行参数，在火箭子级的返回段控制至少一个第二发动机和/或栅格舵，以调整火箭子级的实时姿态。

可选地，第二发动机包括喷管；

控制装置，与第一发动机通信连接，用于根据实时运行参数，确定出火箭子级与运载火箭本体分离时，控制至少一个第二发动机的喷管与箭体中轴线之间的夹角度数、以及控制栅格舵，以调整火箭子级的实时姿态、使得箭体的第二端朝向地面，并控制第一发动机熄火；在箭体的第二端朝向地面之后，控制至少一个第二发动机与箭体中轴线之间的夹角度数、以及控制栅格舵，使得火箭子级的下降速度小于预设速度。

可选地，第二发动机的喷管朝向远离第一端的方向；

控制装置用于根据实时运行参数，确定出火箭子级与运载火箭本体分离时，控制至少一个第二发动机的转动角度，使得该第二发动机的喷管与箭体中轴线之间的夹角度数发生变化，以调整所有第二发动机输出推力的合力；以及，在调整火箭子级的实时姿态、使得箭体的第二端朝向地面的过程中，实时控制至少一个第二发动机的转动角度；在箭体的第二端朝向地面之后，实时控制至少一个第二发动机的转动角度，以调整所有第二发动机输出推力的合力。

可选地，在箭体的径向平面上，栅格舵关于箭体的径向对称设置；

控制装置还用于在火箭子级与运载火箭本体分离时，控制栅格舵展开；以及，在调整火箭子级的实时姿态、使得箭体的第二端朝向地面的过程中，实时控制栅格舵的偏转角度。