一种适用于火箭无整流罩发射的发射结构的制作方法

1.本实用新型涉及载人航天器技术领域，尤其涉及一种适用于火箭无整流罩发射的发射结构。

背景技术：

2.随着人类对未知太空探索的需求，使得探索航天技术被人类重视，并得到快速的发展，在载人航天探索过程中，返回飞船是必不可少的。
3.现有的飞船一般采用头锥和防热大底的结构形式，基于人员进出和空间站对接的需求，飞船外表面开有人员进出通道、观察窗口和其他凹凸不平的机械接头，使得飞船无法直接接触空气高速飞行，也不利于飞船结构、防热层的生产加工。同时在飞船搭载运载火箭飞行时，飞船外表面的电气设备无法直接承受高速飞行导致的气流烧蚀。因此以往的返回式飞船在搭载运载火箭飞行时，必须安装在整流罩内，处于整流罩的保护之下。这就导致整流罩的重量占据了运载火箭宝贵的运载能力，再结合整流罩的成本，变相提高了载人飞船的发射成本。

技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种适用于火箭无整流罩发射的发射结构。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种适用于火箭无整流罩发射的发射结构，包括上升段外形，所述上升段外形外层设置有酚醛树脂防热层，所述酚醛树脂防热层内壁固定连接有第一铝合金承力结构，所述上升段外形上端固定连接有球头，所述上升段外形下端固定连接有防热大底，所述防热大底外层设置有碳/碳化硅防热层，所述碳/碳化硅防热层内壁固定连接有第二铝合金承力结构，所述上升段外形下部外壁贯穿并设置有四个等角度分布的返回控制舵，所述返回控制舵远离上升段外形的部分设置有金属网格舵芯，所述金属网格舵芯网格内设置有蒙皮结构且蒙皮结构与金属网格舵芯固定连接，所述金属网格舵芯和蒙皮结构外壁之间固定连接有控制舵防热层，所述金属网格舵芯靠近上升段外形一端的中部均固定连接有舵轴且舵轴贯穿上升段外形，所述上升段外形远离金属网格舵芯的一端均固定连接有连接结构且连接结构贯穿上升段外形并与上升段外形内的其他结构连接。
6.为上述技术方案的进一步描述：
7.所述防热大底下端设置有运载火箭过渡段。
8.为上述技术方案的进一步描述：
9.所述上升段外形中部外壁贯穿并设置有均匀分布的通信天线盖板。
10.为上述技术方案的进一步描述：
11.所述上升段外形前端上部贯穿并设置有减速伞舱盖板。
12.为上述技术方案的进一步描述：
13.所述上升段外形前端下部贯穿并固定连接有人员观察窗口。
14.为上述技术方案的进一步描述：
15.所述上升段外形外形采用的是冯卡门曲线外形且上升段外形与球头在连接处相切。
16.为上述技术方案的进一步描述：
17.所述防热大底顶部外圈设置有大底倒圆角且大底倒圆角与上身段外形相切。
18.本实用新型具有如下有益效果：
19.本实用新型中，首先通过将减速伞舱盖板、通信天线盖板、人员观察窗口和上升段外形采用共形设计，使得飞船的表面更加光滑且外形规则，使得加工起来更加方便，同时由于上升段外形采用的是冯卡门曲线设计，使得上升段外形在相同底部直径的情况下具有更小的阻力系数，同时配合上升段外形上端球头的球形设计，从而降低了阻力，然后通过上升段外形中酚醛树脂防热层和第一铝合金承力结构的配合使得上升段外形具有耐高强度压力的同时保证了上升段外形的耐高温能力，使得返回飞船不需要整流罩对其进行保护，从而降低了成本，同时降低了运载火箭的负载，提高了运载火箭的运载能力。
附图说明
20.图1为本实用新型提出的一种适用于火箭无整流罩发射的发射结构的正视图；
21.图2为本实用新型提出的一种适用于火箭无整流罩发射的发射结构中上升段外形的剖视图；
22.图3为本实用新型提出的一种适用于火箭无整流罩发射的发射结构中防热大底的示意图；
23.图4为本实用新型提出的一种适用于火箭无整流罩发射的发射结构中防热大底的剖视图；
24.图5为本实用新型提出的一种适用于火箭无整流罩发射的发射结构的俯视图；
25.图6为本实用新型提出的一种适用于火箭无整流罩发射的发射结构中返回控制舵的示意图；
26.图7为本实用新型提出的一种适用于火箭无整流罩发射的发射结构中金属网格舵芯的示意图；
27.图8为本实用新型提出的一种适用于火箭无整流罩发射的发射结构中返回控制舵的侧视图。
28.图例说明：
29.1、球头；2、减速伞舱盖板；3、通信天线盖板；4、人员观察窗口；5、返回控制舵；6、防热大底；7、运载火箭过渡段；8、上升段外形；9、酚醛树脂防热层；10、第一铝合金承力结构；11、大底倒圆角；12、碳/碳化硅防热层；13、第二铝合金承力结构；14、控制舵防热层；15、舵轴；16、连接结构；17、金属网格舵芯；18、蒙皮结构。
具体实施方式
30.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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
31.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.参照图1-8，本实用新型提供的一种实施例：一种适用于火箭无整流罩发射的发射结构，包括上升段外形8，首先通过将减速伞舱盖板2、通信天线盖板3、人员观察窗口4和上升段外形8采用共形设计，使得飞船的表面更加光滑，上升段外形8外层设置有酚醛树脂防热层9，酚醛树脂防热层9内壁固定连接有第一铝合金承力结构10，上升段外形8上端固定连接有球头1，上升段外形8下端固定连接有防热大底6，同时由于上升段外形8采用的是冯卡门曲线设计，使得上升段外形8在相同底部直径的情况下具有更小的阻力系数，防热大底6外层设置有碳/碳化硅防热层12，碳/碳化硅防热层12内壁固定连接有第二铝合金承力结构13，同时配合上升段外形8上端球头1的球形设计，且球头1与上升段外形8相切，从而降低了阻力，上升段外形8下部外壁贯穿并设置有四个等角度分布的返回控制舵5，返回控制舵5远离上升段外形8 的部分设置有金属网格舵芯17，然后通过上升段外形8中酚醛树脂防热层9 和第一铝合金承力结构10的配合使得上升段外形8具有耐高强度压力的同时保证了上升段外形8的耐高温能力，金属网格舵芯17网格内设置有蒙皮结构 18且蒙皮结构18与金属网格舵芯17固定连接，金属网格舵芯17和蒙皮结构 18外壁之间固定连接有控制舵防热层14，同时兼顾了飞船返回时背风面的防热需求，然后将返回飞船安装在运载火箭过渡段7上用来承热和减力，金属网格舵芯17靠近上升段外形8一端的中部均固定连接有舵轴15且舵轴15贯穿上升段外形8，上升段外形8远离金属网格舵芯17的一端均固定连接有连接结构16且连接结构16贯穿上升段外形8并与上升段外形8内的其他结构连接。
33.防热大底6下端设置有运载火箭过渡段7，上升段外形8中部外壁贯穿并设置有均匀分布的通信天线盖板3，金属网格舵芯17和舵轴15连接处进行倒圆处理，增强连接强度，避免应力集中导致疲劳断裂，上升段外形8前端上部贯穿并设置有减速伞舱盖板2，上升段外形8前端下部贯穿并固定连接有人员观察窗口4，飞船内部设置有舵机且舵机与连接结构16连接，金属网格舵芯17采用钛合金3d打印成型，上升段外形8外形采用的是冯卡门曲线外形且上升段外形8与球头1在连接处相切，防热大底6顶部外圈设置有大底倒圆角11且大底倒圆角11与上身段外形8相切，控制舵防热层采用碳/碳化硅防热材料，每个返回控制舵5的偏转范围为：-35度-35度。
34.工作原理：首先通过将减速伞舱盖板2、通信天线盖板3、人员观察窗口 4和上升段外形8采用共形设计，使得飞船的表面更加光滑，同时由于上升段外形8采用的是冯卡门曲线设计，使得上升段外形8在相同底部直径的情况下具有更小的阻力系数，同时配合上升段
外形8上端球头1的球形设计，且球头1与上升段外形8相切，从而降低了阻力，然后通过上升段外形8中酚醛树脂防热层9和第一铝合金承力结构10的配合使得上升段外形8具有耐高强度压力的同时保证了上升段外形8的耐高温能力，同时兼顾了飞船返回时背风面的防热需求，然后将返回飞船安装在运载火箭过渡段7上用来承热和减力，通过碳/碳化硅防热层12和第二铝合金承力结构13的配合，使得防热大底6具有耐压和防热的作用，在返回飞行过程中，通过返回控制舵5来提升飞船姿态控制能力，提高落点精度，返回控制舵5中的控制舵防热层14起到防热的作用，通过金属网格舵芯17的网格框架设计再配合蒙皮结构18，使得返回控制舵5的重量更轻，通过舵轴15和连接结构16可以将返回控制舵5 与飞船内部舵机进行连接，通过上升段外形8和防热大底6之间的大底倒圆角11，可以使飞船表面更光滑，从而降低阻力。
35.最后应说明的是：以上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，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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：

1.一种适用于火箭无整流罩发射的发射结构，包括上升段外形(8)，其特征在于：所述上升段外形(8)外层设置有酚醛树脂防热层(9)，所述酚醛树脂防热层(9)内壁固定连接有第一铝合金承力结构(10)，所述上升段外形(8)上端固定连接有球头(1)，所述上升段外形(8)下端固定连接有防热大底(6)，所述防热大底(6)外层设置有碳/碳化硅防热层(12)，所述碳/碳化硅防热层(12)内壁固定连接有第二铝合金承力结构(13)，所述上升段外形(8)下部外壁贯穿并设置有四个等角度分布的返回控制舵(5)，所述返回控制舵(5)远离上升段外形(8)的部分设置有金属网格舵芯(17)，所述金属网格舵芯(17)网格内设置有蒙皮结构(18)且蒙皮结构(18)与金属网格舵芯(17)固定连接，所述金属网格舵芯(17)和蒙皮结构(18)外壁之间固定连接有控制舵防热层(14)，所述金属网格舵芯(17)靠近上升段外形(8)一端的中部均固定连接有舵轴(15)且舵轴(15)贯穿上升段外形(8)，所述上升段外形(8)远离金属网格舵芯(17)的一端均固定连接有连接结构(16)且连接结构(16)贯穿上升段外形(8)并与上升段外形(8)内的其他结构连接。2.根据权利要求1所述的一种适用于火箭无整流罩发射的发射结构，其特征在于：所述防热大底(6)下端设置有运载火箭过渡段(7)。3.根据权利要求1所述的一种适用于火箭无整流罩发射的发射结构，其特征在于：所述上升段外形(8)中部外壁贯穿并设置有均匀分布的通信天线盖板(3)。4.根据权利要求1所述的一种适用于火箭无整流罩发射的发射结构，其特征在于：所述上升段外形(8)前端上部贯穿并设置有减速伞舱盖板(2)。5.根据权利要求1所述的一种适用于火箭无整流罩发射的发射结构，其特征在于：所述上升段外形(8)前端下部贯穿并固定连接有人员观察窗口(4)。6.根据权利要求1所述的一种适用于火箭无整流罩发射的发射结构，其特征在于：所述上升段外形(8)外形采用的是冯卡门曲线外形且上升段外形(8)与球头(1)在连接处相切。7.根据权利要求1所述的一种适用于火箭无整流罩发射的发射结构，其特征在于：所述防热大底(6)顶部外圈设置有大底倒圆角(11)且大底倒圆角(11)与上身段外形(8)相切。

技术总结

本实用新型公开了一种适用于火箭无整流罩发射的发射结构，包括上升段外形，所述上升段外形外层设置有酚醛树脂防热层，所述酚醛树脂防热层内壁固定连接有第一铝合金承力结构，所述上升段外形上端固定连接有球头，所述上升段外形下端固定连接有防热大底，所述防热大底外层设置有碳/碳化硅防热层。本实用新型中，首先通过将减速伞舱盖板、通信天线盖板、人员观察窗口和上升段外形采用共形设计，使得飞船的表面更加光滑且外形规则，使得加工起来更加方便，同时由于上升段外形采用的是冯卡门曲线设计，同时配合上升段外形上端球头的球形设计，从而降低了阻力，使得返回飞船不需要整流罩对其进行保护，从而降低了成本。从而降低了成本。从而降低了成本。