[发明专利]一种火箭减速及回收方法

说明书

本发明公开了一种火箭减速及回收方法，其属于航天领域，旨在解决现有火箭回收过程中所存在的某些问题，该方法包括：火箭箭体上配有捆绑式反推火箭，在返回降落的过程中火箭无需开启主发动机进行减速，而是通过箭体上的固体捆绑式反推火箭或液体捆绑式反推火箭提供减速推力；或者在返回降落的过程中，火箭主发动机仅在再入减速阶段或高空减速阶段提供主要推力，在近地减速及着陆阶段由捆绑式反推火箭提供主要推力。本发明对火箭主发动机没有二次开机和推力调节要求，因而使得火箭的回收变得更加简单。

技术领域

本技术属于航天领域，具体涉及火箭的回收技术。

背景技术

垂直回收是目前运载火箭领域的一大发展方向，目前很多航天机构都在进行这方面的研究和规划。从现状看美国太空探索公司猎鹰9是业界的领先者，这种火箭已经多次成功进行了陆地及海上回收。不过这种火箭也有其不足：由于猎鹰9发动机的推力调节范围是在100％-40％之间，因此即便是下调到最小的30吨推力，也比猎鹰9火箭20吨的干重要大出很多。所以猎鹰9火箭并不能实施空中悬停，它之所以能垂直降落是基于在高速下降的过程中准确地掌握发动机点火时间，以便火箭在接近地面的瞬间速度正好降到0。这种用过大推力实施火箭下降的弊端很多：既不利火箭进行精细的调整，也无法让火箭采用更为先进的回收模式；而中国拟研发的长征8R火箭也面临着同样的问题，而且由于长征8R火箭的发动机推力调节只有75％，火箭着陆时的推重比更大，所以只能将助推火箭作为配重一起带回。

发明内容

本发明的目的是解决目前火箭回收技术所存在的一些问题，为此本发明提供了一种火箭减速及回收方法，该方法包括如下步骤：

火箭起飞前将能提供减速推力的捆绑式火箭置于箭体上，包括固体捆绑式反推火箭和液体捆绑式反推火箭；火箭主发动机点火起飞时，固体捆绑式反推火箭不点火，液体式捆绑式反推火箭可以点火也可以不点火；当火箭完成任务返回时，火箭主发动机全程不启动，而是由固体捆绑式反推火箭或液体捆绑式反推火箭开机工作、并在火箭再入减速、大气层减速、着陆等阶段提供全部或部分推力；或者当火箭完成任务返回时，火箭主发动机仅在再入减速及中高空减速时提供主要推力，在地近减速及火箭着陆阶段由液体捆绑式反推火箭或固体捆绑式反推火箭提供主要推力；一级液体火箭、一级固体火箭、一级液体助推火箭、一级固体助推火箭、一级液体火箭发动机舱段、一级液体助推火箭发动机舱段均可采用捆绑反推火箭的方法进行减速或降落。

在具体实施中，所述固体捆绑式反推火箭以中小型推力为主。无论是再入减速还是近地减速，其工作时间都很短。由于固体火箭再次启动困难，因此对于再入减速、中高空减速、着陆减速等不同阶段的减速需要，可以设置不同组次的固体火箭进行应对，每组火箭只工作一次，从而规避固体火箭无法多次点火的难题。

在具体实施中，所述液体捆绑式反推火箭以小型推力为主。在火箭起飞阶段，液体捆绑式反推火箭是否点火主要视其自身的推力及所携带的燃料多少为准：如果液体捆绑式反推火箭推力较小、且所携带的燃料不多，则在火箭起飞阶段液体捆绑式反推火箭不开机，其仅在返回阶段提供全部或部分反推能量；如果液体捆绑式反推火箭具有较大的推力及适宜的燃料，那么在火箭起飞阶段它也可以点火提供推力，不过此时其开机的主要目的就是抵消自身的重量，以免影响火箭的既定载荷；如果液体反推捆绑火箭推力足够大且所携带燃料足够多，那么在火箭起飞阶段它也可以提供附加推力，从而在确保完成火箭再入回收任务时还能增加火箭的有效载。

在具体实施中，所述液体捆绑式反推火箭有单发结构。其中采用单发结构的液体捆绑式反推火箭主要用于执行近地减速和着陆，再入阶段的减速则交由固体捆绑式反推火箭或火箭主发动机完成。