飞行器垂直回收着陆装置制造方法及图纸

本公开提供了一种飞行器垂直回收着陆装置，包括：本体、支腿、缓冲器、第一端框、第二端框和加强梁，支腿包括第一支腿和第二支腿；第一端框和第二端框分别设置在本体上；缓冲器设置在第一支腿上；第一支腿与第二支腿的一端活动连接，第一支腿与第二支腿的另一端分别活动连接于第一端框和第二端框上；第一端框和第二端框内设置加强梁，加强梁传递集中力载荷；以及第二支腿为桁架结构。本公开垂直回收着陆装置模块化装配结构，拆装方便，成本低。

Aircraft vertical recovery landing device

【技术实现步骤摘要】
飞行器垂直回收着陆装置
本公开涉及航天领域，尤其涉及一种飞行器垂直回收着陆装置。
技术介绍
随着航天工业的发展，为降低航天器的成本，越来越多的国家开始研究可重复使用运载火箭，运载火箭逐渐从一次使用的产品逐渐发展成为可重复使用产品，运载火箭的回收过程中，着陆是回收过程的最后一个关键步骤，也是决定回收成功与否的关键所在。随着SpaceX公司的猎鹰9号运载火箭的回收成功以及蓝源公司的“新谢帕德”号运载火箭成功垂直着陆，垂直起降重复使用运载火箭的着陆缓冲机构成为了世界上主流的着陆缓冲机构形式，但又都采用不同的结构形式和缓冲形式，例如猎鹰9号运载火箭采用液压缓冲器进行着陆缓冲，并利用复合材料制成的外壳作为着陆腿缓冲时的支撑结构。中国的月球探测器的垂直着陆装置采用铝蜂窝等结构。
技术实现思路
传统的油簧缓冲器由于其横向刚度弱，结构质量较大，很少用于大吨位箭体的垂直回收，但是对于需要快速迭代的小型验证样机，油簧缓冲器因其低廉的成本，是运载火箭垂直着陆技术研制阶段一种较好的选择。为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种飞行器垂直回收着陆装置。根据本公开的一个方面，一种飞行器垂直回收着陆装置，包括：本体、支腿、缓冲器、第一端框、第二端框和加强梁，所述支腿包括第一支腿和第二支腿；所述第一端框和第二端框分别设置在所述本体上；所述缓冲器设置在所述第一支腿上；所述第一支腿与第二支腿的一端活动连接，所述第一支腿与第二支腿的另一端分别活动连接于所述第一端框和第二端框上；所述第一端框和第二端框内设置加强梁，所述加强梁传递集中力载荷；以及所述第二支腿为桁架结构。根据本公开的至少一个实施方式，所述第二支腿包括第一支杆、第二支杆和加强杆，所述第一支杆与第二支杆一端铰接并与所述第一支腿活动连接，所述第一支杆与第二支杆的另一端分别与所述第二端框活动连接；以及所述加强杆的两端分别与所述第一支杆和第二支杆连接。根据本公开的至少一个实施方式，所述支腿为三个。根据本公开的至少一个实施方式，所述支腿为四个。根据本公开的至少一个实施方式，所述支腿为五个。根据本公开的至少一个实施方式，所述第一支腿与第一端框之间、所述第二支腿与第二端框之间、所述第一支腿与第二支腿之间均通过关节轴承和连接轴销活动连接。根据本公开的至少一个实施方式，所述第一支腿与第一端框之间、所述第二支腿与第二端框之间、所述第一支腿与第二支腿之间的连接轴销在空间上两两平行。根据本公开的至少一个实施方式，所述支腿末端与所述本体轴线的距离通过以下公式建立，其中，L为支腿末端与本体轴线的距离；m为箭体质量；Vx为本体落地瞬间的垂直速度；Vy为本体落地瞬间的水平速度；J为本体落地时的转动惯量；ω为本体落地时的转动角速度；deg为本体落地时的倾斜角度；dS为第一连线与第二连线的夹角角度，其中，第一连线为本体稳定态时质心与地面投影之间的连线，第二连线为本体稳定态时质心与支腿末端之间的连线；α为相邻的两个第一支腿在地面上的投影之间的夹角角度的一半。根据本公开的至少一个实施方式，所述加强梁的端部与所述支腿连接在所述第一端框和第二端框上的端部一一对应。根据本公开的至少一个实施方式，所述缓冲器通过两端法兰连接在所述第一支杆上。根据本公开的至少一个实施方式，所述缓冲器的等效刚度通过以下公式建立，其中，K为缓冲器的等效刚度；N为本体允许的最大过载系数；M为本体质量；L为总行程着陆器总量；为第一支腿与本体轴线的夹角。根据本公开的至少一个实施方式，所述缓冲器的等效阻尼通过以下公式建立，其中，M为本体质量；Ce为缓冲器的等效阻尼；V0为本体的落地速度；ve为缓冲器工作时的相对速度；l为缓冲器工作行程。附图说明附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。图1是根据本公开的实施方式的火箭垂直回收着陆装置结构的示意图。图2是根据图1的A-A剖面结构示意图。图3根据本公开的实施方式的火箭垂直回收着陆装置底座正面布局示意图。图4是根据本公开的火箭垂直回收着陆速度参数的示意图。图5是根据本公开的火箭垂直回收着陆装置着陆时不侧翻的稳定圆的示意图。图6是根据本公开的火箭垂直回收着陆装置着陆时侧翻临界状态的示意图。附图标记：11-第一支腿；12-第二支腿；13-缓冲器；21-第一端框；22-第二端框；30-连接轴销；31-关节轴承；4-加强梁；5-侧翻临界态质心；6-稳定态质心。具体实施方式下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。本公开的飞行器垂直回收着陆装置用于设计小型垂直回收验证样机的垂直着陆，具有良好的传力特性，可较好地克服着陆过程中的着陆冲击载荷，实现飞行器的垂直着陆，本公开的飞行器垂直回收着陆装置着陆稳定性具备的较好的可设计性，可根据不同箭体的着陆参数快速实现着陆支腿的构型设计。根据本公开的第一实施方式，提供了一种飞行器垂直回收着陆装置，包括：本体、支腿、缓冲器、第一端框、第二端框和加强梁，支腿包括第一支腿和第二支腿；第一端框和第二端框分别设置在本体上；缓冲器设置在所述第一支腿上；第一支腿与第二支腿的一端活动连接，第一支腿与第二支腿的另一端分别活动连接于第一端框和第二端框上；第一端框和第二端框内设置加强梁，加强梁传递集中力载荷；以及第二支腿为桁架结构。第一端框和第二端框分别设置在本体上，作为本体的一部分，第二端框设置在本体的底部位置，而第一端框设置在本体的底部之上的位置，例如飞行器为火箭时，第一端框和第二端框均为环形用于承接来自支腿着陆时的集中载荷，为了传递和扩散着陆过程中的碰撞冲击产生的集中力载荷，第一支腿(主支撑腿)与箭体连接位置处应增加加强梁结构用于传递集中力载荷，避免第一端框的失效。本公开的摇臂式垂直着陆装置为了在着陆过程中，第一支腿主要承受压力载荷，第二支腿承受拉力载荷，第一支腿和第二支腿均通过两端的关节轴承释放大部分弯矩载荷，主要承受关节轴承存在摩擦力产生的摩擦力矩。第二支腿为桁架结构，可选地，第二支腿包括第一支杆、第二支杆和加强杆，第一支杆与第二支杆一端铰接并与第一支腿的一端活动连接，例如铰接、通过关节轴承连接等，第一支杆与第二支杆的另一端分别本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞行器垂直回收着陆装置，其特征在于，包括：本体、支腿、缓冲器、第一端框、第二端框和加强梁，/n所述支腿包括第一支腿和第二支腿；/n所述第一端框和第二端框分别设置在所述本体上；/n所述缓冲器设置在所述第一支腿上；/n所述第一支腿与第二支腿的一端活动连接，所述第一支腿与第二支腿的另一端分别活动连接于所述第一端框和第二端框上；/n所述第一端框和第二端框内设置加强梁，所述加强梁传递集中力载荷；以及所述第二支腿为桁架结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种飞行器垂直回收着陆装置，其特征在于，包括：本体、支腿、缓冲器、第一端框、第二端框和加强梁，
所述支腿包括第一支腿和第二支腿；
所述第一端框和第二端框分别设置在所述本体上；
所述缓冲器设置在所述第一支腿上；
所述第一支腿与第二支腿的一端活动连接，所述第一支腿与第二支腿的另一端分别活动连接于所述第一端框和第二端框上；
所述第一端框和第二端框内设置加强梁，所述加强梁传递集中力载荷；以及所述第二支腿为桁架结构。


2.如权利要求1所述的飞行器垂直回收着陆装置，其特征在于，所述第二支腿包括第一支杆、第二支杆和加强杆；
所述第一支杆与第二支杆一端铰接并与所述第一支腿活动连接，所述第一支杆与第二支杆的另一端分别与所述第二端框活动连接；
以及所述加强杆的两端分别与所述第一支杆和第二支杆连接。


3.如权利要求1所述的飞行器垂直回收着陆装置，其特征在于，所述支腿为四个。


4.如权利要求2所述的飞行器垂直回收着陆装置，其特征在于，所述第一支腿与第一端框之间、所述第二支腿与第二端框之间、所述第一支腿与第二支腿之间均通过关节轴承和连接轴销活动连接。


5.如权利要求4所述的飞行器垂直回收着陆装置，其特征在于，所述第一支腿与第一端框之间、所述第二支腿与第二端框之间、所述第一支腿与第二支腿之间的连接轴销在空间上两两平行。


6.如权利要求1所述的飞行器垂直回收着陆装置，其特征在于，所述支腿末端与所述本体轴线的距离通过以下公式建立，

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：北京深蓝航天科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11