[发明专利]一种基于涵道发动机的可回收小型火箭及其升降方法在审

专利信息
申请号: 202111109059.0 申请日: 2021-09-22
公开(公告)号: CN113916065A 公开(公告)日: 2022-01-11
发明(设计)人: 苏晓龙;李卓然;唐春昱;吴敏;王攀;程钟琪;杨宇星;张鹏程;张佩俊;赵鉴超;陈昊明;孟宪伟 申请(专利权)人: 西安航天动力技术研究所
主分类号: F42B15/00 分类号: F42B15/00;F42B10/56
代理公司: 北京理工大学专利中心 11120 代理人: 仇蕾安
地址: 710025 陕*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 发动机 可回收 小型 火箭 及其 升降 方法
【说明书】:

发明公开了一种基于涵道发动机的可回收小型火箭及其升降方法,该火箭包括舵机、涵道发动机、姿态测量装置、计算机、电池、火箭壳体、支腿机构和降落伞;涵道发动机同轴安装在火箭壳体的尾部,四个以上舵机安装在涵道发动机的出口下方;火箭壳体内安装有姿态测量装置、计算机、载荷和电池,姿态测量装置用于测量小型火箭的姿态角、角速度、速度、位置和加速度,供计算机进行解算;计算机根据解算后的信息控制涵道发动机的转速和舵机的偏转角度,同时控制支腿机构的展开;电池给小型火箭各用电部件供电;降落伞折叠设置在火箭壳体的中部外表面上,设定情况下展开以回收火箭;其升降方法能推动小型火箭垂直起降、控制火箭起降过程中的姿态稳定性。

技术领域

本发明涉及小型火箭技术领域,具体涉及一种基于涵道发动机的可回收小型火箭及其升降方法。

背景技术

现有小型火箭的动力装置一般采用液体发动机或固体发动机等带有火工品的发动机作为动力来源,用以提供飞行所需速度。同时,在小型火箭上升到指定高度完成任务后,进行自由落体或通过降落伞进行回收。

主要存在以下问题:

(1)液体发动机或固体发动机等均带有火工品,在生产、加工、贮存、使用中需要各项安全措施并多有不便;

(2)现有发动机由于采用火工品,生产成本较高,不利于产品低成本化;

(3)针对小型火箭可能出现的小尺寸、长时间工作的情况,现有发动机由于工作原理限制,实现难度较大;

(4)由于后半程采用自由落体或者进行伞降回收,小型火箭的落点受外界影响较大,落点不可控;

(5)落地后的小型火箭一般受损严重,再次重复利用的可能性极低,造成了任务成本过高。

发明内容

有鉴于此,本发明提供了一种基于涵道发动机的可回收小型火箭,采用涵道发动机作为动力,带有可展开的降落伞和支腿机构,可实现垂直起飞、稳定的垂直降落以及设定情况下的伞降回收;同时,火箭不使用火工品作为推进剂,安全可靠;本发明提供了一种基于涵道发动机的可回收小型火箭的升降方法,采用涵道发动机作为动力,能够推动小型火箭垂直起降,采用舵机能够有效控制火箭起降过程中的姿态稳定性,采用支腿机构能够有效稳定火箭降落的姿态稳定性,且在升降过程中出现异常情况可通过降落伞稳定回收小型火箭。

本发明的技术方案为:一种基于涵道发动机的可回收小型火箭,包括:舵机、涵道发动机、姿态测量装置、计算机、电池、火箭壳体、支腿机构和降落伞;

所述涵道发动机同轴安装在火箭壳体的尾部,四个以上舵机安装在涵道发动机的出口下方,通过偏转舵机的舵片以对小型火箭姿态进行控制;其中,每个舵机的下端外表面设有一个支腿机构,用于小型火箭落地过程中稳定姿态;

所述火箭壳体内安装有姿态测量装置、计算机、载荷和电池,姿态测量装置用于测量小型火箭的姿态角、角速度、速度、位置和加速度,供计算机进行解算;计算机根据解算后的信息来控制涵道发动机的转速和舵机的偏转角度,同时负责控制支腿机构的展开;电池用于给小型火箭各用电部件供电,并通过小型火箭上的接口进行充电;

所述降落伞折叠设置在火箭壳体的中部外表面上,设定情况下展开以回收该小型火箭。

优选地,所述涵道发动机的出口下方沿周向均匀设置四个舵机。

优选地,所述火箭壳体可拆卸。

优选地,所述姿态测量装置、计算机、载荷和电池通过支撑结构安装在火箭壳体内。

优选地,所述降落伞包括:电机、拨杆和伞包,电机设置在火箭壳体内部的支撑结构上,电机上设有凸起,初始时,拨杆的一端抵触在电机的凸起上,另一端将伞包限制在设定位置处;当需要开伞时,电机拨动拨杆,松开伞包,伞包弹出并展开,用于回收该小型火箭。

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