[发明专利]一种运载火箭及其可回收一子级

权利要求书

1.一种运载火箭可回收一子级，其特征在于，包括：子级舱体、动力系统、空气舵系统、安定翼系统和冷气姿控系统；

其中，动力系统设置于子级舱体的内部，以为运载火箭整体或者运载火箭的所述一子级提供加速或者减速的动力；

空气舵系统的空气舵面设置于子级舱体的外壁的上部，空气舵系统还包括：转动舵轴、作动器和控制器；转动舵轴的前端穿过子级舱体的外壁与空气舵面固定连接，转动舵轴的后端与作动器连接，控制器向作动器发出控制信号，作动器依据控制信号驱动转动舵轴转动，以使空气舵面的延伸方向可由与子级舱体的延伸方向相同方向旋转至与子级舱体的延伸方向垂直的方向，以作为减速舵面；

在回收段起始高度处的马赫数Ma下，空气舵面旋转90°后，以所述一子级的子级阻力系数C_D为条件进行空气舵面的设计；

马赫数其中，v为下落速度，a为声速，γ为气体比热比，R为气体常数，对于理想气体，γ＝1.4，R＝287J/(kg.K)，T为回收段起始高度下大气温度；

子级阻力系数其中，ρ为回收段起始高度下大气密度，v为下落速度，S为箭体参考面积，D为气动阻力，D＝G，G为回收子级重力；

安定翼系统的安定翼面设置于子级舱体的外壁的下部，安定翼面的延伸方向与子级舱体的延伸方向相同，并且安定翼面可延着子级舱体的延伸方向向子级舱体的尾部移动；

冷气姿控系统位于子级舱体的前端，并且可向子级舱体的外部喷出冷气，以改变子级舱体的姿态。

2.根据权利要求1所述的运载火箭可回收一子级，其特征在于，动力系统包括：燃料储箱、氧化剂储箱、发动机和喷管，燃料储箱、氧化剂储箱和发动机均设置在子级舱体的内部，燃料储箱和氧化剂储箱均与发动机连接，发动机与喷管连接，喷管设置于子级舱体的尾端，并且喷管的燃气出口通向子级舱体的外部 。

3.根据权利要求2所述的运载火箭可回收一子级，其特征在于，在喷管的外部套装有防热裙，防热裙的外壁与防热板的内边缘固定连接，防热板的外边缘与子级舱体的内壁连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的运载火箭可回收一子级，其特征在于，转动舵轴的前端固定于空气舵面的中线处。

5.根据权利要求1-3任一项所述的运载火箭可回收一子级，其特征在于，安定翼系统还包括：转动支杆、作动器、控制器，转动支杆的一端穿过子级舱体与安定翼面连接，转动支杆的另一端与作动器连接，控制器向作动器发出控制信号，作动器依据控制信号驱动转动支杆朝向子级舱体的外部并且向后伸出，以驱动安定翼面延着子级舱体的延伸方向向子级舱体的尾部运动。

6.根据权利要求1-3任一项所述的运载火箭可回收一子级，其特征在于，安定翼面朝向尾部的侧面上具有朝向子级舱体尾部凸起的着陆支点，着陆支点位于该侧面远离子级舱体的部位。

7.根据权利要求1-3任一项所述的运载火箭可回收一子级，其特征在于，冷气姿控系统包括：冷气喷管、管路、调压阀和气体储箱，冷气喷管的出口通向子级舱体的外侧，冷气喷管的入口通过管路与气体储箱连通，调压阀位于管路上，用于调节冷气压力。

8.一种运载火箭，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的运载火箭可回收一子级。