一种大头瓜瓣套罩的制作方法

1.本实用新型属于航天火箭技术领域，特别涉及一种大头瓜瓣套罩。


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和回收成本。


技术实现要素：

4.基于现有技术中存在的技术问题，本实用新型的实施例提供一种大头瓜瓣套罩，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，提供一种大头瓜瓣套罩，其包括上下依次相连通的壳段、第一锥段、套筒和第二锥段，壳段的上部连接有可将壳段的上端口罩住的大头瓜瓣套，第二锥段的下部可连接一级火箭，壳段和套筒内可承装上下锁紧相连的大卫星和二级火箭；
6.大头瓜瓣套包括至少两个大头瓜瓣，大头瓜瓣与壳段铰接，大头瓜瓣套关闭时大头瓜瓣向中心合拢；
7.设置在套筒内并与其相连且用于支撑二级火箭的支座；
8.设置在支座上用于将二级火箭锁紧在支座上的锁紧组件；
9.设置在套筒的内壁和二级火箭的外侧壁上用于导引二级火箭从套筒内飞出的滑动组件。
10.较佳的，大头瓜瓣合拢时大头瓜瓣套呈椭球形或球形。
11.较佳的，大头瓜瓣套包括2至8个大头瓜瓣。
12.较佳的，套筒的直径比二级火箭的直径大至少100mm。
13.较佳的，套筒的直径比二级火箭的直径大200-300mm。
14.较佳的，套筒的直径为两米时大头瓜瓣的数量为3瓣，套筒的直径为三米时大头瓜瓣的数量为4瓣，套筒的直径为五米时大头瓜瓣的数量为6瓣。
15.较佳的，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、大头瓜瓣套罩的各个部件相互连接为一体，大头瓜瓣套罩的底部与一级火箭相连后，即使在大头瓜瓣套打开后也不抛罩，与一级火箭一起100％整体回收，不需要对大头瓜瓣罩单独回收，减少了一次回收，避免了海上对大头瓜瓣罩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、大卫星的直径大于二级火箭的直径时，一级火箭与二级火箭的直径设计为相同，方便统一制造；
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大头瓜瓣套罩与一级火箭、二级火箭和大卫星相连时的剖视图；
22.图2为按照本实用新型的实施例的大头瓜瓣套罩与一级火箭相连时的主视图；
23.图3为图2的俯视图；
24.图4为按照本实用新型的实施例的大头瓜瓣套罩与一级火箭相连时大头瓜瓣套打开的剖视图；
25.图5为现有的一种火箭整流罩的主视图。
26.附图标记说明：
27.1一级火箭，2二级火箭，3大卫星，4火箭整流罩，5大头瓜瓣套罩，51大头瓜瓣套，511大头瓜瓣，52壳段，53第一锥段，54套筒，55第二锥段，56支座，57滑轨。
具体实施方式
28.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。
29.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。
30.下面结合附图详细描述本实用新型的各个实施例。
31.请参考图1至图4。本实用新型提供一种大头瓜瓣套罩，其包括上下依次相连通的壳段52、第一锥段53、套筒54和第二锥段55，所述壳段52的上部连接有可将所述壳段52的上端口罩住的大头瓜瓣套 51，所述第二锥段55的下部可连接一级火箭1，所述壳段52和所述套筒54内可承装上下锁紧相连的大卫星3和二级火箭2；
32.所述大头瓜瓣套51包括至少两个大头瓜瓣511，所述大头瓜瓣 511与所述壳段52铰接，所述大头瓜瓣套51关闭时所述大头瓜瓣511 向中心合拢；
33.设置在所述套筒54内并与其相连且用于支撑所述二级火箭2的支座56；
34.设置在所述支座上用于将所述二级火箭2锁紧在所述支座56上的锁紧组件；
35.设置在所述套筒54的内壁和所述二级火箭的外侧壁上用于导引所述二级火箭2从所述套筒54内飞出的滑动组件。
36.针对大头瓜瓣套51的说明
37.所述大头瓜瓣套51一般包括至少两个大头瓜瓣511，每个大头瓜瓣511与所述壳段52的侧壁铰接，且每个大头瓜瓣511可被电磁机构、气动伺服机构或舵机等方式控制从中心向外打开或向中心合拢关闭。
38.为了减少气动阻力，大头瓜瓣511合拢时所述大头瓜瓣套51被设计呈椭球形或球形。
39.大头瓜瓣套51根据壳段52的直径大小可包括2至8个大头瓜瓣 511，壳段52的直径在2米左右时，大头瓜瓣511的数量为3瓣，3 米左右时大头瓜瓣511的数量为4瓣，5米左右大头瓜瓣511的数量为6瓣。
40.壳段52的直径根据大卫星3的外包络直径设计，一般大于卫星外包络直径200mm。
41.针对壳段52和第一锥段53的说明
42.壳段52一般设计为圆筒形，上下端均开口设置，第一锥段53一般设计为与壳段52为一体，用于与其下部的套筒54相连的过渡段，增加整个大头瓜瓣套罩5的刚度和强度。
43.针对套筒54、第二锥段55和支座56的说明
44.为了方便将二级火箭2套进套筒54内，套筒54的上端开口设置，同时为了将支座56放进套筒54内，套筒54的下端也开口设置；套筒54内可承装二级火箭2，在二级火箭2的长度较长时，套筒54可设置多段，每段通过紧固件连接。
45.有些实施例中，二级火箭2的上端可能设置在壳段52内，或大卫星3的下端设置在套筒54内，总之，壳段52和套筒54共同承装上下锁紧相连的大卫星3和二级火箭2。
46.第二锥段55设置在套筒54和一级火箭1之间，作为两者相连的过渡段，提高与一级火箭1的连接刚度。
47.支座56设置在套筒54内，两者通过紧固件相连，可能与第二锥段55的顶部接触，也可能不接触，用于支撑设置在套筒54内的二级火箭2。
48.针对锁紧组件的说明
49.为了防止二级火箭2在套筒54内产生震动，需要通过锁紧组件将二级火箭2锁紧在支座56上，一般采用的锁紧组件为电磁锁紧组件或爆炸螺栓。
50.针对滑轨组件的说明
51.为了增加二级火箭2从套筒54和大头瓜瓣套51内飞出时的稳定性，需要在套筒54的内壁上设置若干个滑轨57，相应的在二级火箭 2的外侧壁上对应设置若干个滑块(未示出)，所述滑块嵌进滑轨57 内，所述滑块和所述滑轨57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套筒54内向外飞行时，滑块沿着滑轨57滑行，从而使二级火箭2在限位约束下与一级火箭1分离。
52.有些实施例中，套筒54的内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。
53.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。
54.大头瓜瓣套套罩一般采用铝合金蒙皮或碳纤维复合材料或玻璃钢制成。
55.本实用新型还提供一种具有大头瓜瓣套罩的火箭，其包括大头瓜瓣套罩5、一级火箭1和二级火箭2，大卫星3和所述二级火箭2上下锁紧连接后被包覆在所述大头瓜瓣套罩5里，大头瓜瓣套51的底部与所述一级火箭1的顶部铰接。
56.实际进行卫星发射时，二级火箭2及其上的载荷需要设置在套筒 54内对其进行保护，套筒54可根据二级火箭2的长度设置多个，且每个套筒54通过紧固件相连。
57.第二锥段55的底部与一级火箭1的侧壁通过紧固件连接，大卫星3的直径大于二级火箭2的直径时，二级火箭2的直径优选的与一级火箭1的直径相同，如图1至4所示。
58.在有些实施例中，考虑套筒54、滑轨组件的结构尺寸设计，套筒 54的直径比二级火箭2的直径大100mm以上，更优选的，套筒54 的直径比二级火箭2的直径大200～300mm。例如一级火箭1和二级火箭2的直径为3350mm，套筒54的直径为3700mm。
59.现对本实用新型的具有大头瓜瓣套罩的火箭的组装过程和发射过程进行如下说明：
60.首先将一级火箭1竖直的加以固定；然后将第二锥段55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；然后将支座56设置在第二锥段55上，并将两者通过紧固件连接；然后将电磁锁紧组件安装在支座56上，将二级火箭2放置在支座56上，启动电磁锁紧组件将二级火箭2锁紧在支座56上；将已安装滑轨57的套筒 54套设在二级火箭2的外部，并将滑轨57与二级火箭2上的滑块配合，并将套筒54与第二锥段55通过紧固件连接；将卫星3放置在二级火箭2上并将两者锁紧；将大头瓜瓣套5的每个大头瓜瓣511安装在套筒54的侧壁上，同时安装控制每个大头瓜瓣511开闭的控制组件；启动大头瓜瓣套控制组件将每个大头瓜瓣511合拢，完成整个卫星发射的火箭的组装。
61.一级火箭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：
62.1)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；
63.2)在火箭穿越大气层到达指定分离高度后，大头瓜瓣套51在电磁机构、气动伺服机构或舵机的作用下向外打开；大头瓜瓣套51打开后，一级火箭1的箭体发动机关闭；
64.3)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 56上解锁；
65.4)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；
66.5)二级火箭2带着卫星飞出大头瓜瓣套51后，大头瓜瓣套51 合拢；
67.6)一级火箭1与之相连的大头瓜瓣套套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。
68.本实用新型相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
69.1、大头瓜瓣套罩的各个部件相互连接为一体，大头瓜瓣套罩的底部与一级火箭相
连后，即使在大头瓜瓣罩打开后也不抛罩，与一级火箭一起100％整体回收，不需要对大头瓜瓣罩单独回收，减少了一次回收，只需要对一级火箭和二级火箭进行回收，在回收一级火箭时连同大头瓜瓣套罩一起回收，同时也避免了海上对大头瓜瓣罩回收所带来的大量人力和物力消耗，回收成本低；
70.2、检测评定后可重复使用，降低了发射成本和研发成本；
71.3、大卫星的直径大于二级火箭的直径时，一级火箭与二级火箭的直径设计为相同，方便统一制造；
72.4、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。
73.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。