火箭的制作方法

1.本实用新型涉及火箭飞行控制技术领域，具体而言，涉及一种火箭。

背景技术：

2.运载火箭一般由多级串联构成，飞行过程中需要不断将燃料耗尽的下面级及时地进行分离，为了确保可靠的分离，一般会在燃料耗尽的下面级增加侧推火箭或者反推火箭的方式增加分离间距，减少碰撞的可能。对于固体运载火箭来说，由于存在较长时间的推力后效作用，更增大的分离设计的难度。此外，反推火箭或者侧推火箭价格较高、重量较大、且需要增加时序控制和电缆相关电路，花费代价较大。因此，近些年出现了一种新的替代侧推火箭或者反推火箭的分离方式，即通过将下面级伺服机构摆角往某一方向摆到最大位置，利用固体发动机的残余后效推力将分离后的下面级推至“原地打转”状态，从而起到侧推火箭的作用，当然这种方式主要针对固体运载火箭。
3.为了简化系统设计，固体运载火箭大多采用集中供电的方式，并非每个子级均配置有电池，这样的话，下面级分离后由于伺服机构控制电的失去，伺服机构变为不可控的自由状态，无法实现将伺服机构的摆角推至最大且保持的功能。因此，为了保证分离后伺服机构仍有控制电，传统的做法是在下面级增加电池的配置。

技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的在于提供一种火箭，以解决相关技术中的通过增设电池保证子级分离后的伺服机构仍有控制电进而导致火箭的整体的重量增大的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供了一种火箭，包括：多个子级，每个子级均设置有伺服机构；至少一个电源结构，设置于部分子级内，电源结构为所有的伺服机构供电；至少一个电容储能结构，未设置电源结构的子级内均设置有电容储能结构，同一子级内的电容储能结构与伺服机构之间并联设置。
6.进一步地，电源结构的正极和伺服机构的正极通过第一导线连接，电源结构的负极和伺服机构的负极通过第二导线连接，电容储能结构的正极通过充放电电路与第一导线连接，电容储能结构的负极通过第三导线与第二导线连接。
7.进一步地，充放电电路包括充电支路和放电支路。
8.进一步地，充电支路上设置有电阻和第一二极管。
9.进一步地，放电支路上设置有第二二极管。
10.进一步地，第一二极管和第二二极管的导通方向相反。
11.进一步地，电容储能结构包括超级电容。
12.进一步地，电源结构包括锂电池。
13.进一步地，多个子级包括由下至上依次设置的芯一级、芯二级、芯三级以及子级头部，电源结构包括第一电源件和第二电源件，第一电源件设置于子级头部内，第二电源件设置于芯二级内。
14.进一步地，电容储能结构包括第一电容储能件和第二电容储能件，第一电容储能件设置于芯一级内，第二电容储能件设置于芯三级内。
15.应用本实用新型的技术方案，每个子级上均设置有伺服机构，伺服机构用以控制子级上的喷射装置的喷射方向进而使得火箭能够沿着预设方向进行运动。至少一个电源结构设置在部分子级内，电源结构为所有的伺服机构供电，电源结构可以为一个、两个或者更多，这样的设置能够避免电源结构到伺服机构的距离过大，进而导致导线的长度过大，从而使得导线的电阻过大。至少一个电容储能结构设置在没有电源结构的子级内，同一个子级内的电容储能结构与伺服机构并联设置。通过上述的设置，电源结构为伺服机构供电的同时为电容储能结构充电，当未设置有电源结构的子级与其他子级分离时，此时电源结构无法为分离后的子级的伺服机构进行供电，电容储能结构则开始为伺服机构供电，进而使得伺服机构能够控制喷射装置的喷射方向，这样能够避免分离后的子级继续向上运动而与正常运行的子级发生碰撞。同时电容储能结构的质量较小，相比于增设电池而言，能够有效地减小火箭的重量，并能够降低火箭的生产成本。因此本技术的技术方案有效地解决了相关技术中的通过增设电池保证子级分离后的伺服机构仍有控制电进而导致火箭的整体的重量增大的问题。
附图说明
16.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
17.图1示出了根据本实用新型的火箭的实施例的电路连接示意图；
18.图2示出了图1的火箭的第一电源件的供电示意图；
19.图3示出了图1的火箭的第二电源件的供电示意图。
20.其中，上述附图包括以下附图标记：
21.10、子级；11、芯一级；12、芯二级；13、芯三级；14、子级头部；20、伺服机构；30、电源结构；31、第一电源件；32、第二电源件；40、电容储能结构；41、第一电容储能件；42、第二电容储能件；51、第一导线；52、第二导线；53、第三导线；60、充放电电路；61、充电支路；611、电阻；612、第一二极管；62、放电支路；621、第二二极管。
具体实施方式
22.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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
23.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
24.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
25.由于固体运载火箭级数往往较多(通常为四级串联构型)，且每级均设置有伺服机构进行俯仰和偏航两通道的控制，为了实现分离后下面级伺服机构均有控制的能力，基本需要在各个子级均设置电池和配电器，这样会导致供配电系统复杂度大幅提高，箭上电缆增重较多、成本增加。为了解决上述的技术问题，如图1至图3所示，在本实施例中，火箭包括：多个子级10、至少一个电源结构30以及至少一个电容储能结构40。每个子级10均设置有伺服机构20。至少一个电源结构30设置于部分子级10内，电源结构30为所有的伺服机构20供电。至少一个电容储能结构40未设置电源结构30的子级10内均设置有电容储能结构40，同一子级10内的电容储能结构40与伺服机构20之间并联设置。
26.应用本实施例的技术方案，每个子级10上均设置有伺服机构20，伺服机构20用以控制子级10上的喷射装置的喷射方向进而使得火箭能够沿着预设方向进行运动。至少一个电源结构30设置在部分子级10内，电源结构30为所有的伺服机构20供电，电源结构30可以为一个、两个或者更多，这样的设置能够避免电源结构30到伺服机构20的距离过大，进而导致导线的长度过大，从而使得导线的电阻过大。至少一个电容储能结构40设置在没有电源结构30的子级10内，同一个子级10内的电容储能结构40与伺服机构20并联设置。通过上述的设置，电源结构30为伺服机构20供电的同时为电容储能结构40充电，当未设置有电源结构30的子级10与其他子级10分离时，此时电源结构30无法为分离后的子级10的伺服机构20进行供电，电容储能结构40则开始为伺服机构20供电，进而使得伺服机构20能够控制喷射装置的喷射方向，这样能够避免分离后的子级10继续向上运动而与正常运行的子级10发生碰撞。同时电容储能结构40的质量较小，相比于增设电池而言，能够有效地减小火箭的重量，并能够降低火箭的生产成本。因此本实施例的技术方案有效地解决了相关技术中的通过增设电池保证子级分离后的伺服机构仍有控制电进而导致火箭的整体的重量增大的问题。
27.如图1至图3所示，在本实施例中，电源结构30的正极和伺服机构20的正极通过第一导线51连接，电源结构30的负极和伺服机构20的负极通过第二导线52连接，电容储能结构40的正极通过充放电电路60与第一导线51连接，电容储能结构40的负极通过第三导线53与第二导线52连接。通过上述的设置能够将伺服机构20和电容储能结构40并联设置，电源结构30通过充放电电路60对电容储能结构40进行供电，同时电容储能结构40能够通过充放电电路60对伺服机构20进行供电。上述的电路连接方式简单，便于设置。
28.如图1至图3所示，在本实施例中，充放电电路60包括充电支路61和放电支路62。将充电支路61和放电支路62分离开，这样使得充电和放电通过不同的电路流动。进而保证充电和放电的安全性。
29.如图1至图3所示，在本实施例中，充电支路61上设置有电阻611和第一二极管612。充电支路61为缓充电路，缓充电路是通过电阻611实现了。这样的设置是由于电容储能结构40充电的速度较快，为了降低上电电流，将充电的电流限制在1.5v以内，进而降低了配点负担。
30.如图1至图3所示，在本实施例中，放电支路62上设置有第二二极管621。放电支路62的设置能够实现电容储能结构40进行放电。
31.如图1至图3所示，在本实施例中，第一二极管612和第二二极管621的导通方向相反。第一二极管612的设置使得电流只能够通过其进入电容储能结构40而不能通过其流出。第二二极管621的设置能够使得电流只能够通过第二二极管621从电容储能结构40流出至伺服机构20，而不能通过第二二极管621流入至电容储能结构40。
32.基于运载火箭分离的需求，下面级伺服机构位置保持时间的需求并不是太长，2s即可足够满足需求，伺服机构控制电用电需求也不是很大，一般在1.5a以下。针对这个特点，如图1至图3所示，在本实施例中，电容储能结构40包括超级电容。超级电容的好处是温度环境适应性好，能适应-40℃～80℃的温度环境，无需额外增加加温电路；使用寿命长，正常使用条件下可反复充放电超过10万次，从火箭出厂测试开始，可以一直跟随全箭进行测试，使用过程免维护；充电速度特别快，具备秒级即可充满电的极快速充电能力，当然如果充电速度过快，充电电流将很大，不利于线路设计，为此特设计缓充电路，降低充电电流，充电时间响应加长；但由于超级电容的用电电流和时间的需求并不大，且有足够的充电时间，因此能够满足使用需求。
33.此外，超级电容还有质量轻的优点，实现上述功能仅需要0.2kg即可实现，且成本也较低。
34.如图1至图3所示，在本实施例中，电源结构30包括锂电池。锂电池能够有效地实现供电。
35.如图1至图3所示，在本实施例中，多个子级10包括由下至上依次设置的芯一级11、芯二级12、芯三级13以及子级头部14，电源结构30包括第一电源件31和第二电源件32，第一电源件31设置于子级头部14内，第二电源件32设置于芯二级12内。第一电源件31能够为子级头部14和芯三级13内的伺服机构20进行供电，第二电源件32能够为芯二级12和芯一级11内的伺服机构20供电。这样的设置能够有效地减少导线的长度，避免导线过长电阻过大。
36.如图1至图3所示，在本实施例中，电容储能结构40包括第一电容储能件41和第二电容储能件42，第一电容储能件41设置于芯一级11内，第二电容储能件42设置于芯三级13内。第一电容储能件41和第二电容储能件42能够分别为芯一级11和芯三级13内的伺服机构进行供电。
37.在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
38.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
39.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
40.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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。

技术特征：

1.一种火箭，其特征在于，包括：多个子级(10)，每个所述子级(10)均设置有伺服机构(20)；至少一个电源结构(30)，设置于部分所述子级(10)内，所述电源结构(30)为所有的所述伺服机构(20)供电；至少一个电容储能结构(40)，未设置所述电源结构(30)的所述子级(10)内均设置有所述电容储能结构(40)，同一所述子级(10)内的所述电容储能结构(40)与所述伺服机构(20)之间并联设置。2.根据权利要求1所述的火箭，其特征在于，所述电源结构(30)的正极和所述伺服机构(20)的正极通过第一导线(51)连接，所述电源结构(30)的负极和所述伺服机构(20)的负极通过第二导线(52)连接，所述电容储能结构(40)的正极通过充放电电路(60)与所述第一导线(51)连接，所述电容储能结构(40)的负极通过第三导线(53)与所述第二导线(52)连接。3.根据权利要求2所述的火箭，其特征在于，所述充放电电路(60)包括充电支路(61)和放电支路(62)。4.根据权利要求3所述的火箭，其特征在于，所述充电支路(61)上设置有电阻(611)和第一二极管(612)。5.根据权利要求4所述的火箭，其特征在于，所述放电支路(62)上设置有第二二极管(621)。6.根据权利要求5所述的火箭，其特征在于，所述第一二极管(612)和所述第二二极管(621)的导通方向相反。7.根据权利要求1至6中任一项所述的火箭，其特征在于，所述电容储能结构(40)包括超级电容。8.根据权利要求1至6中任一项所述的火箭，其特征在于，所述电源结构(30)包括锂电池。9.根据权利要求1至6中任一项所述的火箭，其特征在于，多个所述子级(10)包括由下至上依次设置的芯一级(11)、芯二级(12)、芯三级(13)以及子级头部(14)，所述电源结构(30)包括第一电源件(31)和第二电源件(32)，所述第一电源件(31)设置于所述子级头部(14)内，所述第二电源件(32)设置于所述芯二级(12)内。10.根据权利要求9所述的火箭，其特征在于，所述电容储能结构(40)包括第一电容储能件(41)和第二电容储能件(42)，所述第一电容储能件(41)设置于所述芯一级(11)内，所述第二电容储能件(42)设置于所述芯三级(13)内。

技术总结

本实用新型提供了一种火箭，包括：多个子级，每个子级均设置有伺服机构；至少一个电源结构，设置于部分子级内，电源结构为所有的伺服机构供电；至少一个电容储能结构，未设置电源结构的子级内均设置有电容储能结构，同一子级内的电容储能结构与伺服机构之间并联设置。本申请的技术方案有效地解决了相关技术中的通过增设电池保证子级分离后的伺服机构仍有控制电进而导致火箭的整体的重量增大的问题。控制电进而导致火箭的整体的重量增大的问题。控制电进而导致火箭的整体的重量增大的问题。