[发明专利]一种栅格翼、新型火箭级间段结构及应用

说明书

本发明属于火箭分离技术领域，公开了一种栅格翼、新型火箭级间段结构及应用，新型火箭级间段结构设置有上面级火箭，上面级火箭与下面级火箭连接，下面级火箭折叠有栅格翼或栅格舵。栅格翼/栅格舵采用钛合金SLM打印、铸造或者焊接方式制造，并沿周向均与安装在一级火箭顶部，上面级火箭和下面级火箭均装有火箭发动机。本发明在上面级火箭靠近级间段位置沿周向方向上安装多个栅格翼，栅格翼在火箭分离前处于收起状态，并且以一种固连可破坏或非固连可分离的方式连接上面级火箭，单独或者与其余级间承载结构一起传递载荷给上面级火箭。本发明减少了重量，降低了发射成本，提高了发射效率。

技术领域

本发明属于火箭分离技术领域，尤其涉及一种栅格翼、新型火箭级间段结构及应用。

背景技术

目前，为了满足火箭发射需求，提升火箭发射效率，降低发射成本，国内外正在大力开展火箭子级的回收，而回收的过程大都由栅格翼来控制。

栅格翼作为空中飞行器和水上航行装置的升力面和控制面，可提高其升力特性，并且增加其稳定性和可控性，同时保证其在各飞行阶段具有足够的比强度、比刚度。

在传统火箭技术领域中火箭级间段分离前，级间段作为主要的级间承力结构，栅格翼作为子级火箭的部件紧贴火箭，不仅影响火箭气动外型，而且在火箭发射升空过程中不起到任何作用；同时产生不必要的负载，无疑增加了部分重量，降低了发射效率。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术的栅格翼不仅影响火箭气动外型，而且在火箭发射升空过程中产生不必要的负载，增加了部分重量，降低了发射效率。为了满足级间连接结构的强度要求，级间结构重量大，结构复杂，重量大，考虑回收是采用栅格翼使得结构重量进一步增加。

解决以上问题及缺陷的难度为：以往火箭火箭级间结构与回收栅格翼均单独设计，为了保证结构强度，级间连接段重量大，结构复杂；而为了在回收过程有效控制火箭姿态和气动力，必须额外设计高强度的栅格翼，但回收前栅格翼作为附属物安装在火箭上，栅格翼重量在发射和回收前巨为冗余质量，无法避免。

解决以上问题及缺陷的意义为：本发明为一种全新的火箭级间段结构设计，旨在现有多级火箭基础上改进级间结构设计，降低火箭重量，提高发射效率。为未来火箭发射以及回收过程提供一个良好的结构思路。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种栅格翼、新型火箭级间段结构、控制方法及应用。本发明在保证火箭升空及回收功能完备的情况下，优化了结构，减少了不必要的重量，提高了强度质量比。同时本发明克服了现有技术的不足，用栅格翼取代部分或者全部火箭级间结构(蒙皮及加强筋结构)，减少火箭重量，降低发射成本。

本发明是这样实现的，一种新型火箭级间段结构，包括上面级火箭、下面级火箭，所述新型火箭级间段结构还设置有：

至少一个栅格翼或栅格舵；

所述栅格翼或栅格舵沿周向均匀折叠安装在下面级火箭上；

所述栅格翼或栅格舵以固连可破坏或非固连可分离的方式连接上面级火箭。

进一步，所述栅格翼或栅格舵在上面级火箭与下面级火箭分离前处于收起状态，单独或者与其余级间承载结构一起传递载荷给上面级火箭。

进一步，所述栅格翼或栅格舵在上面级火箭与下面级火箭分离前全部或者部分取代上面级火箭和下面级火箭间的蒙皮加强筋结构。

进一步，所述上面级火箭与下面级火箭准备分离时，固连结构破坏或者可分离结构分离，使栅格翼或栅格舵与上面级火箭连接解除。

进一步，所述上面级火箭与下面级火箭准备分离时，栅格翼或栅格舵处于展开状态。

进一步，所述栅格翼或栅格舵在上面级火箭与下面级火箭分离后展开，用于调控下面级火箭下落姿态。