[发明专利]运载火箭尾段结构及运载火箭

说明书

本发明提供了一种运载火箭尾段结构及运载火箭，其中运载火箭尾段结构包括：上支撑框、中间框和下支撑框，上支撑框、中间框和下支撑框用于承载径向载荷，且沿运载火箭尾段结构的轴向间隔设置；纵向支撑件，多个纵向支撑件中的至少一个纵向支撑件的两端分别与上支撑框和中间框连接，至少一个纵向支撑件的两端分别与中间框和下支撑框连接；蒙皮，设置在纵向支撑件上，蒙皮包覆上支撑框、中间框、下支撑框和纵向支撑件；连接支座，设置在纵向支撑件上，且位于容纳腔外；连接支座用于与运载火箭的着陆支撑机构相连接。本发明通过设置连接支座，实现了着陆支撑机构在尾段上的快速安装和便捷拆卸及维护，进而提高了运载火箭的安装效率和维护效率。

技术领域

本发明涉及运载火箭技术领域，具体而言，涉及一种运载火箭尾段结构及运载火箭。

背景技术

目前，随着航天科技的快速发展，世界航天已进入以大规模互联网星座、太空资源开发与利用、载人月球探测和大规模深空探测等为代表的新阶段，人们进入空间的需求快速增长。若采用一次性运载火箭实施发射任务，对发射成本和运载火箭产能将是巨大挑战。重复使用是降低发射成本和应对产能需求的必要选择，是当前运载火箭的重点发展方向，是未来大规模、低成本进出太空的基础。同时重复使用运载火箭技术的发展还能够有效支撑人类地外天地着陆和起飞返回任务的实现。

可重复使用运载火箭是指可以多次往返于地球与太空，可按需执行一定任务并返回地面的航天飞行器；按起降方式，其可分为垂直起降、垂直起飞水平降落和水平起降方式；其中垂直起降方式通常采用传统运载火箭构型，增加着陆支撑机构、气动减速和控制机构以及用于回收相关的控制系统设备等，返回过程利用气动和主发动机反推减速，最后依靠着陆支撑机构的缓冲实现垂直着陆；该方式继承了传统运载火箭的构型设计，火箭整体结构效率较高，对着陆点要求低，可应用范围较广，特别适用于未来地外星体着陆和起飞。

尾段作为可重复使用运载火箭的主要部段，一般位于运载火箭的后端，用于连接发动机机架和推进剂贮箱，不仅需要为舱内仪器设备提供良好的温度环境和力学环境，而且也是着陆支撑机构传递的集中力的主要承载位置；现有的运载火箭的尾段通常采用焊接等方式与着陆支撑机构固定连接，而没有单独与着陆支撑机构相配合的结构，使得着陆支撑机构在尾段上的安装和拆卸维护不便，进而降低运载火箭的安装效率和维护效率。

发明内容

本发明提供了一种运载火箭尾段结构及运载火箭，以解决现有技术中的运载火箭的尾段没有单独与着陆支撑机构相配合的结构，使得着陆支撑机构在尾段上的安装和拆卸维护不便，进而降低运载火箭的安装效率和维护效率的问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种运载火箭尾段结构，包括：上支撑框、中间框和下支撑框，上支撑框、中间框和下支撑框用于承载径向载荷，且沿运载火箭尾段结构的轴向依次间隔设置；纵向支撑件，纵向支撑件为多个，多个纵向支撑件中的至少一个纵向支撑件的两端分别与上支撑框和中间框连接，至少一个纵向支撑件的两端分别与中间框和下支撑框连接，多个纵向支撑件共同承载轴向载荷；蒙皮，设置在纵向支撑件上，蒙皮包覆上支撑框、中间框、下支撑框和纵向支撑件，以形成容纳腔；连接支座，连接支座设置在纵向支撑件上，且位于容纳腔外；连接支座用于与运载火箭的着陆支撑机构相连接。

进一步地，中间框为至少两个，包括中上框和中下框，中上框和中下框沿运载火箭尾段结构的轴向间隔设置；其中，中上框通过纵向支撑件与上支撑框连接固定，中下框通过纵向支撑件与下支撑框连接固定。

进一步地，中上框由截面形状为“Ω”型，中上框由两个二分之一框组成，二分之一框由铝合金板滚弯而成，铝合金板的抗拉强度不低于420MPa。

进一步地，中下框由截面形状为“C”型，中下框由四个四分之一框组成，四分之一框由铝合金板滚弯而成，铝合金板的抗拉强度不低于420MPa，铝合金板的厚度为2-3mm。