应用于运载火箭垂直下降的空中回收系统的制作方法

本申请涉及航空航天，尤其涉及一种应用于运载火箭垂直下降的空中回收系统。

背景技术：

1、运载火箭是一种由多级火箭构成的航天运载工具，可将人造地球卫星、载人飞船、航天站或行星际探测器等送入预定轨道。目前，全世界绝大多数运载火箭是一次性航天工具，运载火箭的第一级在完成分离后会落到无人区或海域中，不可重复使用。因此，各国均在积极探索运载火箭的回收技术。

2、目前，采用动力反推与着陆腿的方法是最常用的回收方式，例如spacex的猎鹰火箭。然而，火箭的着陆腿约占火箭着陆时总质量的10％，若去掉着陆腿，可极大减少燃料的消耗，极大提升火箭的运力；另外，着陆腿展开着陆时可能出现“站立”不稳的情况，有几率挫伤火箭的发动机和箭体，使火箭回收功亏一篑；此外，从火箭测发周期考虑，剔除着陆腿，还降低了对箭体结构的影响，提升了可靠性，并且省去了着陆后对着陆退进行整修的大量时间，提高了发射频次和周期。

3、因此，如何在剔除着落腿的情况上，实现火箭的可靠回收，从而减少燃料的消耗，提升火箭的运力，提高发射频率及周期，是本领域技术人员目前急需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本申请提供了一种应用于运载火箭垂直下降的空中回收系统，在剔除火箭着陆腿的情况下，能够实现运载火箭在空中的可靠回收，减少了燃料的消耗，提升了火箭的运力，提高了火箭发射频率及周期，并且该系统结构简单，操控方便。

2、为解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

3、一种应用于运载火箭垂直下降的空中回收系统，包括：底座和回收支撑系统；其中，回收支撑系统，包括：两个支撑杆和两个支撑台；每个支撑杆的下端均与底座滑动连接，并且两个支撑杆的滑动方向处于同一直线上；每个支撑台固定至一个支撑杆的上端，两个支撑台相对设置，并且在两个支撑杆相对于底座滑动至两个支撑台接触时，两个支撑台组合围成圆环状抱紧环，抱紧环的内径大于火箭的最大外径且小于火箭具有飞翼的位置的外径；底座放置于地面上，并且底座的上表面具有向下凹的凹槽，凹槽位于两个支撑杆之间，且凹槽与抱紧环相对，用于盛装冷却液。

4、如上所述的应用于运载火箭垂直下降的空中回收系统，其中，优选的是，底座上具有滑动轨道，滑动轨道位于凹槽两侧，且位于凹槽两侧的滑动轨道处于同一直线上，支撑杆的下端伸入至滑动轨道内，实现支撑杆的下端与底座的滑动连接。

5、如上所述的应用于运载火箭垂直下降的空中回收系统，其中，优选的是，底座的上表面向下凹陷形成滑动轨道，且在垂直于滑动轨道的延伸方向上滑动轨道的下部宽于滑动轨道的上部。

6、如上所述的应用于运载火箭垂直下降的空中回收系统，其中，优选的是，回收支撑系统，还包括：两个滑块，每个滑块固定至一个支撑杆的下端，一个滑块位于处于凹槽一侧的滑动轨道内，另一个滑块位于处于凹槽另一侧的滑动轨道内。

7、如上所述的应用于运载火箭垂直下降的空中回收系统，其中，优选的是，在垂直于滑动轨道的延伸方向上滑块宽于支撑杆，以使滑块卡于滑动轨道内。

8、如上所述的应用于运载火箭垂直下降的空中回收系统，其中，优选的是，底座为圆形板状，凹槽为圆柱状，且凹槽与底座同轴，滑动轨道位于底座的直径上。

9、如上所述的应用于运载火箭垂直下降的空中回收系统，其中，优选的是，抱紧环与凹槽同轴。

10、如上所述的应用于运载火箭垂直下降的空中回收系统，其中，优选的是，回收支撑系统，还包括：两个缓冲台和两组弹性支撑部件；每个支撑台的上表面均向下凹陷形成安装槽，一组弹性支撑部件位于一个安装槽内，且该组弹性支撑部件的下端与安装槽的底面接触固定，该组弹性支撑部件的上端与一个缓冲台的下表面接触固定；在弹性支撑部件处于松弛状态下，缓冲台部分或全部伸出安装槽外，在弹性支撑部件处于压缩状态下，缓冲台部分或全部缩至安装内。

11、如上所述的应用于运载火箭垂直下降的空中回收系统，其中，优选的是，两个缓冲台围成的圆环的内径小于火箭具有飞翼的位置的外径，以使火箭的飞翼的下边缘落在缓冲台上。

12、如上所述的应用于运载火箭垂直下降的空中回收系统，其中，优选的是，一组弹性支撑部件为多个支撑弹簧，多个支撑弹簧均匀分布在安装槽内。

13、相对上述背景技术，本申请中的支撑台组合形成圆环状抱紧环，实现了运载火箭的空中回收，从应用于运载火箭空中回收设计角度来看，具有结构简单，操控方便等优势；同时，缓冲台与弹性支撑部件的设计实现了火箭与支撑台的软接触，保证了火箭安全回收；而底座上的凹槽的冷却液设计，避免了应用于运载火箭垂直下降的空中回收系统的各部件在火箭喷射产生高温下的损耗。

技术特征：

1.一种应用于运载火箭垂直下降的空中回收系统，其特征在于，包括：底座和回收支撑系统；其中，回收支撑系统，包括：两个支撑杆和两个支撑台；

2.根据权利要求1所述的应用于运载火箭垂直下降的空中回收系统，其特征在于，底座上具有滑动轨道，滑动轨道位于凹槽两侧，且位于凹槽两侧的滑动轨道处于同一直线上，支撑杆的下端伸入至滑动轨道内，实现支撑杆的下端与底座的滑动连接。

3.根据权利要求2所述的应用于运载火箭垂直下降的空中回收系统，其特征在于，底座的上表面向下凹陷形成滑动轨道，且在垂直于滑动轨道的延伸方向上滑动轨道的下部宽于滑动轨道的上部。

4.根据权利要求3所述的应用于运载火箭垂直下降的空中回收系统，其特征在于，回收支撑系统，还包括：两个滑块，每个滑块固定至一个支撑杆的下端，一个滑块位于处于凹槽一侧的滑动轨道内，另一个滑块位于处于凹槽另一侧的滑动轨道内。

5.根据权利要求4所述的应用于运载火箭垂直下降的空中回收系统，其特征在于，在垂直于滑动轨道的延伸方向上滑块宽于支撑杆，以使滑块卡于滑动轨道内。

6.根据权利要求1至5任一项所述的应用于运载火箭垂直下降的空中回收系统，其特征在于，底座为圆形板状，凹槽为圆柱状，且凹槽与底座同轴，滑动轨道位于底座的直径上。

7.根据权利要求1至5任一项所述的应用于运载火箭垂直下降的空中回收系统，其特征在于，抱紧环与凹槽同轴。

8.根据权利要求1至5任一项所述的应用于运载火箭垂直下降的空中回收系统，其特征在于，回收支撑系统，还包括：两个缓冲台和两组弹性支撑部件；

9.根据权利要求8所述的应用于运载火箭垂直下降的空中回收系统，其特征在于，两个缓冲台围成的圆环的内径小于火箭具有飞翼的位置的外径，以使火箭的飞翼的下边缘落在缓冲台上。

10.根据权利要求8所述的应用于运载火箭垂直下降的空中回收系统，其特征在于，一组弹性支撑部件为多个支撑弹簧，多个支撑弹簧均匀分布在安装槽内。

技术总结本申请涉及航空航天技术领域，尤其涉及一种应用于运载火箭垂直下降的空中回收系统包括：底座和回收支撑系统；回收支撑系统包括：两个支撑杆和两个支撑台；支撑杆的下端与底座滑动连接，且两个支撑杆的滑动方向处于同一直线上；支撑台固定至支撑杆的上端，两个支撑台相对设置，在两个支撑杆滑动至两个支撑台接触时，两个支撑台围成圆环状抱紧环，抱紧环的内径大于火箭的最大外径且小于火箭具有飞翼的位置的外径；底座的上表面具有凹槽，凹槽位于两个支撑杆之间，且凹槽与抱紧环相对，用于盛装冷却液。本申请在剔除火箭着陆腿的情况下，能够实现运载火箭在空中的可靠回收，减少了燃料的消耗，提升了火箭的运力，提高了火箭发射频率及周期。技术研发人员：孙毅,王英诚,薛子旺受保护的技术使用者：北京中科宇航技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27