一种火箭龙嘴罩的制作方法

1.本实用新型属于航天火箭技术领域，特别涉及一种火箭龙嘴罩。


背景技术：

2.发射卫星时需要通过运载火箭将卫星等有效载荷送至太空预定轨道，一般需要两级运载火箭进行发射。如图5所示，现有两级运载火箭包括一级火箭1、二级火箭2和火箭整流罩4(也称为卫星整流罩)。现有的大部分火箭整流罩4仅包覆卫星载荷3，火箭飞行至大气层以上一定高度时火箭整流罩4分离、抛罩，抛弃，然后二级火箭继续飞行，这种发射卫星的方式导致火箭整流罩无法回收，不仅增加了火箭在发射时需要大量燃料来推送整流罩，还导致火箭整流罩丢弃浪费。
3.spacex公司的“猎鹰-9r”整流罩抛罩后，除了回收一级火箭和二级火箭外，还需要采用降落伞对整流罩进行海上回收，回收面积需要建造足球场那么大，而且有时会发生回收不准火箭整流罩掉落在大海里的情况，这种海上回收的方式无疑增加了回收的技术难度。


技术实现要素：

4.基于现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供一种火箭龙嘴罩，可以与一级火箭一起回收，从而降低发射成本。
5.依据本实用新型的技术方案，本实用新型提供一种火箭龙嘴罩，其包括：
6.可开闭用于将上下锁紧相连的卫星和二级火箭包覆其中的龙嘴，所述龙嘴的底部与一级火箭铰接；
7.设置在所述龙嘴内的所述一级火箭顶部上的支座，所述支座用于支撑所述二级火箭；
8.设置在所述支座上用于将所述二级火箭锁紧在所述支座上的锁紧组件；
9.设置在所述龙嘴的内侧壁和所述二级火箭外侧壁上用于导引所述二级火箭从所述龙嘴内飞出的滑动组件。
10.较佳的，所述龙嘴包括至少两个龙嘴瓣，所述龙嘴瓣与所述一级火箭铰接。
11.较佳的，所述龙嘴瓣合拢时所述龙嘴呈子弹头形状。
12.较佳的，所述龙嘴的直径与所述一级火箭相同。
13.较佳的，所述龙嘴的直径为两米左右时，所述龙嘴瓣的数量为2 瓣，三米左右时所述龙嘴瓣的数量为2至4瓣。
14.较佳的，所述龙嘴采用铝合金蒙皮或碳纤维复合材料或玻璃钢制成。
15.较佳的，所述锁紧组件为电磁锁紧组件或爆炸螺栓。
16.本实用新型相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
17.1、火箭龙嘴罩的各个部件相互连接为一体，火箭龙嘴罩的底部与一级火箭相连后，即使在龙嘴打开后，也不抛罩，与一级火箭一起 100％整体回收，不需要对龙嘴单独回
收，避免了海上对龙嘴回收所带来的大量人力和物力消耗，回收成本低；
18.2、检测评定后可重复使用，降低了发射成本和研发成本；
19.3、一级火箭与龙嘴的直径相同，方便连接，同时也降低了气动阻力，从而降低了一级火箭动力系统的动力输出；
20.4、运载火箭发射费用的降低，为洲际运输、太空旅游、太空试验及太空产业和太空经济发展奠定基础。
附图说明
21.图1为按照本实用新型的实施例的火箭龙嘴罩与一级火箭相连时龙嘴打开时的主视图；
22.图2为按照本实用新型的实施例的火箭龙嘴罩与一级火箭相连时的主视图；
23.图3为按照本实用新型的实施例的火箭龙嘴罩与一级火箭、二级火箭和卫星相连时的主视图；
24.图4为图3的俯视图；
25.图5为现有的一种火箭整流罩的主视图。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。另外地，不应当将本实用新型的保护范围仅仅限制至下述具体结构或部件或具体参数。
27.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
28.下面结合附图详细描述本实用新型的各个实施例。
29.请参考图1至图4。本实用新型提供一种火箭龙嘴罩，其包括可将上下锁紧相连的卫星3和二级火箭2包覆其中的可开合的龙嘴51，龙嘴51的底部与一级火箭1的顶部铰接；
30.设置在龙嘴51内的一级火箭1顶部上用于支撑所述二级火箭2 的支座5；
31.设置在支座5上将所述二级火箭2锁紧在所述支座52上的锁紧组件；以及
32.设置在所述龙嘴51的内侧壁和所述二级火箭2的外侧壁上用于导引所述二级火箭2从所述龙嘴51内飞出的滑动组件。
33.针对龙嘴51的说明
34.所述龙嘴51包括至少两个龙嘴瓣511，每个龙嘴瓣511与其下部的一级火箭1的侧壁或顶部相连，并可通过电磁机构、气动伺服机构或舵机等方式被控制打开或关闭。所有的龙嘴瓣511向中心合拢时所述龙嘴51呈子弹头的形状。龙嘴51关闭时，每个龙嘴瓣511收拢闭合，打开时每个龙嘴瓣511向外侧张开。
35.龙嘴51包括相连为一体的头部5111和圆筒部5112，在有些实施例中，为了减少气
动阻力，头部5111被设计为圆弧型，如图1至4 所示。
36.在有些实施例中，出于工艺复杂程度和制造成本考虑，龙嘴51 的头部5111被设计为圆锥型。
37.根据龙嘴罩51的直径大小，龙嘴罩51的龙嘴瓣511的数量可为 2至8瓣；优选的，龙嘴罩51的直径为两米左右时，龙嘴瓣511的数量为2瓣，三米左右时龙嘴瓣511的数量为2或3或4瓣。
38.在有些实施例中，所述龙嘴51的直径与所述一级火箭1的直径相同，便于两者的连接。
39.在另一些实施例中，所述龙嘴瓣511被电磁机构、气动伺服机构或舵机等方式控制打开或关闭。
40.在另一些实施例中，所述龙嘴51采用铝合金蒙皮或碳纤维复合材料或玻璃钢制成。
41.针对锁紧组件的说明
42.为了防止二级火箭2在圆筒部5112内产生震动，需要通过锁紧组件锁紧二级火箭2，一般采用的锁紧组件为电磁锁紧组件或爆炸螺栓。
43.针对滑轨组件的说明
44.为了增加二级火箭2从龙嘴51内飞出时的稳定性，需要在圆筒部5112的内侧壁上设置若干个滑轨，相应的在二级火箭2的外侧壁上对应设置若干个滑块，所述滑块嵌进滑轨内，所述滑块和所述滑轨构成滑动组件，在二级火箭2在其自身动力系统的作用下从龙嘴51 内向外飞行时，滑块沿着滑轨滑行，从而使二级火箭2在限位约束下与一级火箭1分离。
45.有些实施例中，圆筒部5112的内侧壁上设置若干个滑块，相应的二级火箭2的外侧壁上对应设置若干个滑轨，所述滑块嵌进滑轨内，该技术方案也在本实用新型的保护范围内。
46.滑轨可采用钛合金滑轨或铝合金滑轨，滑轨表面固体润滑，帮助二级火箭2及其上的载荷分离时限位和润滑，保护载荷免受外力损伤。
47.本实用新型还提供一种具有火箭龙嘴罩的火箭，其包括火箭龙嘴罩5、一级火箭1和二级火箭2，卫星3和所述二级火箭2上下锁紧连接后被包覆在所述火箭龙嘴罩5里，龙嘴51的底部与所述一级火箭1的顶部铰接。
48.实际进行卫星发射时，卫星3和二级火箭2及其上的载荷需要设置在龙嘴51内对其进行保护，圆筒部5112可根据二级火箭2的长度设置多个，且每个圆筒部5112通过紧固件相连。
49.圆筒部5112的底部与一级火箭1顶部的侧壁或顶部铰接，圆筒部5112的直径优选的与一级火箭1的直径相同，如图1至4所示。
50.在有些实施例中，一级火箭1与龙嘴51的圆筒部5112的直径相同，考虑圆筒部5112、滑轨组件的结构尺寸设计，二级火箭2的直径比一级火箭的直径小100mm以上，更优选的，二级火箭2的直径比一级火箭1的直径小200～300mm。例如一级火箭1的直径为2250mm，二级火箭2的直径为2000mm，圆筒部5112的直径可与一级火箭1 的直径统一为2250mm。
51.现对本实用新型的具有火箭龙嘴罩的火箭的组装过程和发射过程进行如下说明：
52.首先将一级火箭1竖直的加以固定；然后将支座52设置在一级火箭1的顶部，并将
其与一级火箭1通过紧固件连接；然后将电磁锁紧组件安装在支座52上，将二级火箭2放置在支座52上，启动电磁锁紧组件将二级火箭2锁紧在支座52上；将龙嘴5的每个龙嘴瓣511 安装在一级火箭1的侧壁上，同时安装控制每个龙嘴瓣511开闭的控制组件；然后将要发射的卫星放置在二级火箭2的上部，并通过锁紧组件将卫星3和二级火箭2锁紧为一体；启动控制组件将每个龙嘴瓣 511合拢，完成整个卫星发射的火箭的组装。
53.一级火箭1、二级火箭2均包括动力系统、箭体结构，以及电气控制系统，火箭发射卫星3的过程如下：
54.1)火箭各部件完成安装调试并完成发射前各系统及总体测试准备；发射准备阶段与传统火箭一样，依靠一级火箭1的箭体发动机将整个火箭包括一、二级火箭和卫星推动升空；
55.2)在火箭穿越大气层到达指定分离高度后，龙嘴51在电磁机构、气动伺服机构或舵机的作用下向外打开；龙嘴51打开后，一级火箭1 的箭体发动机关闭；
56.3)锁紧二级火箭2的锁紧组件被启动打开，二级火箭2从支座 52上解锁；
57.4)二级火箭2的发动机启动，二级火箭2在其自身发动机的驱动下与一级火箭1分离，二级火箭2载着卫星3继续飞行，将卫星3 送到预定轨道；
58.5)二级火箭2带着卫星飞出龙嘴51后，龙嘴51合拢；
59.6)一级火箭1与之相连的龙嘴罩在地球引力的作用下，缓速返回大气层，飞向地面。落地前预定高度，依靠一级火箭1的中间发动机调节推力、各发动机推力共同作用不断调整火箭姿态缓慢下降，火箭降落着地前回收着陆支架打开，最终降落到指定回收地点上。
60.本实用新型相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
61.1、火箭龙嘴罩的各个部件相互连接为一体，火箭龙嘴罩的底部与一级火箭相连后，即使在龙嘴打开后，也不抛罩，与一级火箭一起 100％整体回收，避免了对龙嘴单独进行海上回收所带来的大量人力和物力消耗，回收成本低；
62.2、检测评定后可重复使用，降低了发射成本和研发成本；
63.3、一级火箭与火箭龙嘴罩的直径相同，方便连接，同时也降低了气动阻力，从而降低了一级火箭动力系统的动力输出；
64.4、运载火箭发射费用的降低，为洲际运输、太空旅游、太空试验及太空产业和太空经济发展奠定基础。
65.以上所述仅为本实用新型的一些实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。