一种固液混合运载火箭的制作方法

1.本公开涉及一种运载火箭，特别涉及一种固液混合运载火箭，属于运载火箭总体设计技术领域。

背景技术：

2.现有某型运载火箭是两级半中型运载火箭，主要用于发射近地轨道或太阳同步轨道卫星。一级采用3.35m直径，安装2台120吨液氧煤油发动机；二级采用3.25m直径，安装1台18吨液氧煤油发动机；4个助推器采用2.0m直径，安装一台120吨固体发动机，太阳同步轨道运载能力4.5t。该型运载火箭存在以下问题：
3.一是运载火箭的芯二级发动机比冲相对较小、发动机工作时间较短，对于实施中高轨发射任务，如地球同步转移轨道，其运载能力较小；
4.二是运载火箭的芯二级采用1台18吨级液氧煤油发动机，总推力较小，制约了2级进一步增加推进剂质量。
5.基于上述问题，需要对其进行改进，解决上述部分或全部缺陷，提高中高轨道运载能力。

技术实现要素：

6.本公开的目的是为了克服已有技术的缺陷，为了部分或全部解决上述技术问题，提出一种运载火箭。
7.本公开的目的是通过以下技术方案实现的。
8.一种固液混合运载火箭，包括芯一级、芯二级、芯三级、4个助推器和整流罩；芯一级、芯二级、芯三级和整流罩依次串联连接，助推器与芯一级并联连接；芯一级、芯二级和芯三级直径均为3.35m。
9.所述芯一级安装2台120吨级液氧煤油发动机；所述芯二级安装2台18吨级液氧煤油发动机；所述芯三级安装2台9吨级的氢氧发动机，每个助推器安装1台120吨级固体发动机。
10.可选的，所述整流罩直径不超过5.2m。
11.可选的，所述整流罩直径为5.2m，或4.2m，或3.35m。
12.有益效果
13.本公开通过对现有某型运载火箭进行改进，该运载火箭的芯二级由现有的1台18吨级液氧煤油发动机调整为安装2台18吨级液氧煤油发动机，提高芯二级的总推力。进一步，在现有芯二级的基础上串联安装芯三级，芯三级安装2台9吨级氢氧发动机，增加发动机的比冲，提高中高轨道运载能力，地球同步转移轨道运载能力不小于4.5t。增加芯三级后，全箭由之前的两级半固液混合运载火箭调整为三级半固液混合运载火箭，在确保与现有运载火箭全箭的通用化和系列化之后，使该型运载火箭从主用于发射近地轨道或太阳同步轨道，调整为主用于发射地球同步转移轨道。
附图说明
14.图1为三级半捆绑4个固体助推器运载火箭构型示意图。
具体实施方式
15.以下将结合附图所示的具体实施方式对本公开进行详细描述。但这些实施方式并不限于本公开，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本公开的保护范围内。
16.在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对公开的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
17.在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
18.为对本公开实施例的目的、技术方案和优点进行说明，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
19.图1为本公开提供的一种运载火箭，如图所示该运载火箭包括芯一级1、芯二级2、芯三级3、4个助推器4和整流罩5；芯一级、芯二级、芯三级和整流罩依次串联连接，助推器与芯一级并联连接，芯一级、芯二级和芯三级直径均为3.35m，助推器直径为2.0m。
20.本例通过在芯一级1并联4个助推器，在芯一级和芯二级的基础上串联芯三级，在芯三级上安装高比冲的氢氧发动机，进而提高中高轨道运载能力。
21.作为一种具体实现方式，如图1所示，芯一级安装2台120吨级液氧煤油发动机11；芯二级安装有2台18吨级液氧煤油发动机21；芯三级安装2台9吨级的氢氧发动机31；每个助推器安装有1台120吨级固体发动机41。
22.可选的，120吨级液氧煤油发动机11采用yf-100液氧煤油发动机。18吨级液氧煤油发动机21采用yf-115液氧煤油发动机。9吨级氢氧发动机31采用yf-75d氢氧发动机。120吨级固体发动机41采用fg-112固体发动机。
23.通过对某型运载火箭进行改进，联合使用固体、液体发动机，充分发挥固体发动机推力大、成本低、可靠性高，液氧煤油发动机推力大、密度比冲高、使用维护性好，液氢液氧发动机比冲高、工作时间长等优点。在不改变芯一级和助推器的情况下，将二级发动机由原有的1台18吨级液氧煤油发动机调整为2台18吨级液氧煤油发动机，提高芯二级的总推力；并在芯二级的基础上串联安装芯三级，在芯三级安装2台9吨级的氢氧发动机，利用氢氧发动机的高比冲和工作时间长等优势，真空比冲从液氧煤油的3300m/s提升至氢氧的4300m/
s，使该型火箭从原来的适配于发射中低轨道和太阳同步轨道优化调整为适合于发射中高轨道，地球同步转移轨道运载能力4.5t。全箭由原来的两级半固液混合构型调整为三级半固液混合构型，全箭仍保持3.35m和2.0m两种箭体直径，并继承芯一级安装120吨级液氧煤油发动机、芯二级安装18吨级液氧煤油发动机、固体助推器安装120吨级固体发动机，有利于提高规模化生产能力、降低成本、降低安装维护费用。
24.作为一种具体实现方式，整流罩直径最大达5.2m。
25.某型运载火箭可适配的整流罩直径最大为4.2m，本例运载火箭除了可适配某型运载火箭能够适配的整流罩直径外，还可适配3.35m、4.2m、5.2m等直径的整流罩。由于载荷主要是安装于整流罩内，因此可运载尺寸更大的卫星，极大提高火箭的运载能力。
26.综上所述，本公开提供的运载火箭：
27.1、提高了芯二级总推力，从现有18t，提升至36t；
28.2、使运载火箭从适配于中低轨道和太阳同步轨道（太阳同步轨道运载能力4.5t），优化调整为主用于发射地球同步转移轨道（地球同步转移轨道运载能力4.5t）；
29.3、运载火箭的芯一级、4个助推器都继承自现有运载火箭，全箭仍保持3.35m和2.0m箭体直径，有利于提高规模化生产能力、降低生产、运输和维护成本。
30.为了说明本公开的内容及实施方式，本说明书给出了具体实施例。在实施例中引入细节的目的不是限制权利要求书的范围，而是帮助理解本公开所述内容。本领域的技术人员应理解：虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。并且在不脱离本公开及其所附权利要求的精神和范围内，对最佳实施例步骤的各种修改、变化或替换都是可能的。因此，本公开不应局限于最佳实施例及附图所公开的内容。

技术特征：

1.一种固液混合运载火箭，其特征在于：包括芯一级（1）、芯二级（2）、芯三级（3）、4个固体助推器（4）和整流罩（5）；芯一级、芯二级、芯三级和整流罩依次串联连接，固体助推器与芯一级并联连接；芯一级、芯二级和芯三级直径均为3.35m，固体助推器直径为2.0m。2.根据权利要求1所述的固液混合运载火箭，其特征在于：所述芯一级（1）安装2台120吨级液氧煤油发动机（11）；所述芯二级（2）安装2台18吨级液氧煤油发动机（21）；所述芯三级（3）安装2台9吨级氢氧发动机（31）；所述4个固体助推器各安装1台120吨级固体发动机（41）。3.根据权利要求1或2所述的固液混合运载火箭，其特征在于：所述整流罩直径不超过5.2m。4.根据权利要求3所述的固液混合运载火箭，其特征在于：所述整流罩直径为5.2m，或4.2m，或3.35m。

技术总结

本公开涉及一种固液混合运载火箭，属于运载火箭总体设计技术领域；包括依次串联连接的芯一级（1）、芯二级（2）、芯三级（3）和整流罩（5），以及与芯一级并联连接的4个固体助推器（4）；芯级直径为3.35m。在芯二级安装2台18吨级液氧煤油发动机，助于提高芯二级总推力。在芯二级基础上串联采用氢氧动力的芯三级，利用氢氧发动机的高比冲优势，使其优化适配于发射中高轨道，地球同步转移轨道运载能力4.5t。全箭由两级半固液混合构型调整为三级半固液混合构型，仍保持3.35m和2.0m两种箭体直径，并继承现有120吨级液氧煤油发动机、18吨级液氧煤油发动机和120吨级固体发动机动力，有利于提高规模化生产能力、降低成本、降低安装维护费用。降低安装维护费用。降低安装维护费用。