用于可重复使用的运载交通工具的推进单元的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于可重复使用的运载交通工具的推进单元以及配备有该类型的推进单元的运载交通工具。
[0002]此外，本发明的目的是提供处理组件，使得该类型的推进单元能够在地面上被快速且完全安全地更换。
【背景技术】
[0003]在空间领域中存在对于可重复使用的运载交通工具或负载运输交通工具日益增长的需要。
[0004]这种需要特别出现在对于研发卫星尤其小型卫星并且将其放入轨道的对于削减成本的需要，这样所述成本的大小限制当前的空间使用。
[0005]因此，小型卫星仅可作为大型卫星附加物或与其他小型卫星组装在同一发射器上发射。
[0006]因此，适当的是需要一种空间运载交通工具，其运行成本可允许小型卫星的专门发射。
[0007]此外，本发明还涉及用于负载和/或空间乘客运输而出现的商用需要，不论是否用于科学任务，比如去往国际空间站(ISS)或还用于空间观光。
[0008]可重复使用的交通工具在本领域是已知的，比如航天器，换句话说，是能够从地面发射、到达空间并且在地球着陆的交通工具。
[0009]鉴于起飞和着陆阶段是通过航天器的涡轮喷气发动机来实现的，因此通常借助于火箭发动机实现用于使乘客失重的推进阶段。
[0010]为了优化商业潜力，这些航天器必须能够保证规律的启程(departure)，例如以每周一次启程的频率。
[0011]如果这些航天器的结构材料允许该启程频率，那么航天器的火箭发动机一一虽然可重复使用一一在每次启程之后必须被拆解进行维护及更换推进剂填料。
[0012]在这些航天器中的火箭发动机的现有结构使得其拆解或组装是特别耗时并且费力的。
[0013]特别地，这些火箭发动机通过流体连接器和电连接器连接，因此在火箭发动机组装/拆解之前，致力于将这些火箭发动机连接/断开连接的技术人员难以接近所述流体连接器和电连接器。
[0014]因此，非常需要对于航天器上的可重复使用的火箭马达的接口结构的优化。
[0015]本发明旨在通过提供具有特别简单的设计和操作方法的用于空间交通工具的推进单元来克服以上阐述的缺点，推进单元在空间交通工具的结构中的布置使得能够更容易组装/拆解操作以用于维护。
【发明内容】
[0016]为此，本发明涉及用于可重复使用的运载交通工具的推进单元，该推进单元包括由支架支承的火箭发动机。
[0017]根据本发明，
[0018]-所述支架包括至少三个固定构件，以用于将所述单元组装在所述单元待附接至的所述交通工具的结构上，
[0019]-所述至少三个固定构件限定用于拆解所述单元的平面，并且
[0020]-所述单元包括所述发动机的一个或若干个流体和/或电连接器，这些连接器中的每个连接器包括自由端，所述自由端将与用于供给交通工具的对应的回路组装，所述单元待连接至所述交通工具，所述这些自由端中的至少一些自由端的稍端被包含在所述拆解平面中。
[0021]用于固定和支承火箭发动机的支架有利地设计作为平面的或大体平面的紧凑部件。因此，在发动机组装/拆解操作期间维护技术人员能够介入，因此技术人员因而可以接近推进单元的放置在同一平面上的所有附件和连接件。
[0022]航天器结构上的进入舱口或多个进入舱口也有利地位于同一平面上。实际上，由于推进单元的所有附件和连接件位于同一平面上，因此单个检查口也满足要求。替代性地，可以在彼此靠近的对称位置中设置两个舱口，以允许维护操作。
[0023]仅作为说明，所述交通工具具有纵向轴线，所述拆解平面是横向于所述轴线的平面。
[0024]所述发动机安装在支架的中央或中央区域中。发动机/支架连接优选地通过万向连接器实现，以允许发动机在其操作期间的取向。
[0025]在该推进单元的不同【具体实施方式】中，每个实施方式具有其具体优点并且以多种可能的技术组合公开:
[0026]-所述连接器的每个连接器的自由端的稍端包含在所述拆解平面中，
[0027]-所述推进单元包括至少一个锚固构件，所述至少一个锚固构件用于阻止发动机相对于所述支架旋转，所述至少一个锚固构件首先连接至所述发动机并且随后连接至所述支架上的对应的锚固点，
[0028]-所述支架被延伸成沿其横向尺寸具有前表面和后表面，所述前表面用于与所述发动机组装，所述前表面限定所述支架的包含所述前表面的至少一个部段的前平面，所述至少一部段具有允许固定所述发动机的锚固构件的尺寸。
[0029]仅作为说明，支架具有选自包括下述项的组中的形状:盘形、十字形或者也就是X形、A形、Η形、Y形、T形……
[0030]有利地，所述后表面限定了所述支架的后平面，从而所述前平面与所述后平面平行或大致平行。
[0031]支架优选地包括至少两个不同的分支，这些分支在其远端处包括一个或若干个固定构件，以用于将所述单元组装在所述单元待附接至的所述交通工具的结构上。
[0032]“远端”指的是当支架不连接至交通工具结构时分支的自由端或侧边缘。
[0033]仅作为说明，这些固定构件包括设置有孔口的凸耳，如螺栓之类的固定的构件轴穿过所述孔口。
[0034]-由于支架包括至少两个不同的分支，所述推进单元包括两个锚固构件，这些锚固构件中的每个锚固构件连接至所述支架的不同分支，
[0035]-由于支架包括至少两个不同的分支，所述推进单元包括两个锚固元件，这些锚固元件中的每个销固元件连接至所述支架的不同分支。
[0036]为了为发动机定向，除了万向连接器之外两个液压伺服致动器也进行操作以供给用于定向喷嘴所需要的增加的功率。
[0037]发动机可有利地通过围绕方向y和z成±5°的角度而定向，其中，轴线x沿推进单元的纵向轴线放置。
[0038]-所述至少一个锚固构件是锁定的伺服致动器。
[0039]该锁定的伺服致动器可以是以机械的方式锁定的伺服致动器或包括伺服致动器和连接杆的组件，所述连接杆用于以机械的方式锁定所述伺服致动器。
[0040]-所述分支中的至少一些分支包括用于接纳支承所述支架的处理装置的臂的壳体。
[0041]所述壳体优选地放置在对应分支的远端处。
[0042]有利地，所述壳体具有中空的管状形状，具有横向于所述壳体的纵向轴线的轴线的孔口允许引入固定件以确保所述支承臂锁定在所述壳体中。
[0043]本发明还涉及配备有前述推进单元的运载交通工具。
[0044]该运载交通工具有利地是航天器，所述航天器设置有保证航天器从机场跑道起飞/着陆的两个涡轮喷气发动机、并且设置有火箭发动机，所述火箭发动机在释放弹道运动阶段到达至少一百(100)km的高度之前允许航天器仅达到至少六十(60)千米的高度。
[0045]在实用型式中，该运载交通工具设置有至少一个储存区域，所述至少一个储存区域能够接纳负载，比如小型卫星并且还能够用于所述卫星的轨道运动系统，特别地包括推进装置。该储存区域优选地配备有至少一个铰接的且可伸缩的臂，这允许该小型卫星被操纵从而其能够被放置在轨道中或恢复其轨道。
[0046]在乘客运输型式中，该运载交通工具包括具有一个或若干个座椅的客舱。该客舱还设置有多个窗，这确保乘客可以看到航天器外的视野。
[0047]在这些窗的附近设置有抓握装置比如柄以允许乘客在失重时抓握。
[0048]当然，航天器可以同时包括用于接纳一个或若干个乘客的客舱和负载储存区域。
[0049]此外，本发明的目的在于提供用于组装/拆解如前述的推进单元的处理组件，以及其运输。
[0050]根据本发明，该组件包括:
[0051]-两个纵向轨，所述两个纵向轨分别包括第一导轨部分和第二导轨部分，该第一导轨部分被组装至交通工具的结构的内侧上，该第二导轨部分与底盘是一体的，
[0052]-所述底盘至少在竖直位移方面是可移动的，以使得同一纵向轨