【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及火箭回收领域，适合在火箭飞行航区末端回收火箭。当火箭带着降落伞下降时（图14），无人机编队吊挂一张气囊网与火箭在空中交会对接，在地面或水（海）面回收火箭。具体是一种用编织网（102），网上均匀分布气囊(103，类似于汽车安全气囊，平时处于折叠状态)，由编织网和气囊共同组成气囊网（101）。若干架无人机组成矩形编队（105），该编队下方吊挂一张大型气囊网（图9），无人机编队与带降落伞下降的火箭在空中交会对接（图16），把气囊网包裹在火箭上（图18），然后无人机撤离（图19），当火箭下降到距离地面或水面（海面）一定高度时，气囊充气展开（图22），火箭在降落伞和气囊的共同作用下安全回收的技术。
技术介绍
1、回收火箭使火箭能重复使用是各国航天部门努力研究的技术，目前能成功回收火箭的是马斯克的spacex公司，他利用火箭发动机变推力技术，使火箭在发动机的反推作用下垂直降落在回收平台上。这种技术的优点是可控性好，可以使火箭降落在任何指定地点。但缺点也很明显：（1）要携带更多的燃料以便降落，这样就降低了火箭的运载能力；（2）要有支撑腿支撑火箭而增加额外重量；（3）需要研制一款变推力的发动机，而变推力发动机的研制技术难度相当大。所以这就需要一种新颖的技术来回收火箭。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，用一种经济、简单的方式安全回收火箭。
2、本专利技术要求火箭有如下改装：
3、（1）需要在水平放置的子级火箭重心位置（假设该位
4、本专利技术要求无人机有如下功能：（1）至少有一架无人机有雷达、光学、卫星导航或其它探测、跟踪火箭的设备。用以在一定高度、一定距离探测、跟踪火箭（图15）以便后续与火箭实现交会对接；（2）每架无人机皆有数据链实现对火箭探测、跟踪信息的实时共享，以及用于传输控制无人机编队信息的实时共享；（3）每架无人机皆有自动驾驶、自主控制和接受编队内其它无人机指挥而进行编队飞行的能力。以达到与火箭交会对接，以及用气囊网裹住火箭，再到切断绳索有序撤离的全过程做到自主控制而无需人工干预的目的。
5、本专利技术目的可通过以下技术方案予以实现：
6、1、若地面回收火箭：
7、（1）用重量较轻又结实的材料做成的编织网（102），网上沿中轴线（303）两侧对称的均匀分布气囊（304），编织网和气囊共同组成气囊网（101）。故本专利技术所说的气囊网特指挂有许多气囊的编织网。
8、（2）气囊网的宽度w一定要大于子级火箭横截面周长的一半即c/2（图3），以实现气囊网对火箭子级下表面（302）的包裹；气囊网的长度l1一定要大于子级火箭长度l2（图3），以实现气囊网对火箭子级下表面（302）的包裹。
9、（3）为了减轻气囊网总体重量，在能充分保护火箭的前提下，气囊的分布尽量稀疏、均匀（103）。
10、（4）由于火箭发动机重量较大，故在火箭底部靠近发动机位置放置大型或巨大型气囊（图22），在火箭其它部分放置中型气囊。每个气囊挂在编织网交叉点上（103）。
11、（5）本专利技术所说的大、中型气囊也是相对而言的，具体外形、大小、尺寸要根据实验数据决定。
12、2、若在水面或海面回收火箭：
13、（1）仍用重量较轻又结实的材料做成的编织网，网上均匀分布气囊（2302），编织网和气囊共同组成气囊网。故本专利技术所说的气囊网特指挂有许多气囊的编织网。
14、（2）气囊网的宽度w一定要大于子级火箭横截面周长的一半即c/2（图23），以实现气囊网对火箭子级下表面（2303）的包裹；因为火箭在水面（海面）回收，为了防止水进入发动机喷口，气囊网靠近发动机部分安装有防水薄膜（2301），防水薄膜的长度l3要大于火箭底部直径r，同时要求气囊网的长度l1一定要大于子级火箭长度l2与火箭底部直径r之和（图23），以实现气囊网对火箭子级下表面和发动机的包裹（图25）。
15、（3）在火箭上表面靠近发动机的地方有多个（例如两个）挂网支架（2603），用以挂接有防水薄膜的气囊网。这两个挂网支架前端为尖锐构型（3001），当防水薄膜遮挡挂网支架时，用以刺穿防水薄膜使气囊网挂在挂网支架上。
16、（4）为了减轻气囊网总体重量，在能充分保护火箭的前提下，气囊的分布尽量稀疏、均匀。
17、（5）由于火箭发动机重量较大，故在火箭底部靠近发动机位置放置巨大型气囊（图28），在火箭其它部分放置大、中型气囊。每个气囊挂在编织网交叉点上（2302）。
18、（6）巨大气囊所以放置在火箭底部靠近发动机位置，是因为火箭底部的主发动机重量较重故需巨大气囊来缓冲并在水里或海里产生较大浮力。本专利技术所说的大、中型气囊也是相对而言的，具体外形、大小、尺寸要根据实验数据决定。
19、3、对气囊的要求：用重量较轻、结实又有韧性的材料做成的巨大型、大型、中型气囊，气囊类似汽车安全气囊，内部装有传感器、点火装置、气体发生器等。为了减少气囊对无人机机动性的影响，气囊平时处于收缩折叠状态，当火箭下降到距地面、水（海）面一定高度时，气囊自动充气展开，以便在火箭各部分陆续接地（海）时大幅减少冲击力。同时在地面回收时也要在适当时机泄出一部分气体，防止产生弹跳，保护火箭结构不受损伤。
20、4、气囊网由若干绳索（104）与无人机（105）相连。
21、5、无人机可采用多轴螺旋桨构型，其螺旋桨由保护圈（801）围住，用以避免螺旋桨碰撞其它无人机拉挂的绳索。若干架无人机组成矩形编队（图9或图15），该编队下方吊挂一张气囊网（图9）。
22、6、为了防止无人机编队在合拢气囊网时因拥挤而发生碰撞，每架无人机吊挂的绳索长度可不相同（1001），可根据实际情况决定绳索长度，以便利用高度差错开无人机悬停位置（1001）。
23、7、为了能在无人机切断气囊网绳索后仍能让气囊网包本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适合在火箭飞行航区末端回收火箭的技术和方法，具体是用无人机吊挂气囊网在空中交会对接火箭，在地面或水面（海面）回收火箭的回收技术和方法；其特征包括：气囊网，若干个挂网支架，降落伞仓，降落伞收纳包，降落伞伞带（绳），用无人机吊挂气囊网从空中交会对接火箭在地面或水面（海面）回收火箭的回收方法，以及用于吊挂重型气囊网的无人机阵列结构和无人机阵列吊挂气囊网回收火箭的方法；
2.如权利要求1所述所使用的气囊网其特征为一种矩形的编织网，网上沿中轴线（303）两侧对称的均匀分布气囊（304）。
3.如权利要求1所述用于水面或海面回收的气囊网其特征为靠近火箭发动机位置的气囊网部分安装覆盖有防水薄膜（2301）。
4.如权利要求1所述在地面回收火箭所使用的气囊网其特征为气囊网的宽度W一定要大于子级火箭横截面周长的一半即C/2（图3），以实现气囊网对火箭子级下表面（302）的包裹；气囊网的长度L1一定要大于子级火箭长度L2（图3），以实现气囊网对火箭子级下表面（302）的包裹。
5.如权利要求1所述在水（海）面回收火箭所使用的气囊网其特征为气囊网
6.如权利要求1所述在水（海）面回收火箭时在火箭上表面靠近发动机的地方有多个挂网支架（2603），其特征是：①位置：火箭上表面靠近发动机的地方；②用途：用以挂接有防水薄膜的气囊网；③外形：挂网支架前端为尖锐构型（3001），当防水薄膜遮挡挂网支架时，用以刺穿防水薄膜使气囊网挂在挂网支架上。
7.如权利要求1所述所使用的挂网支架其特征有：由挂网支臂第1段（1102）、挂网支臂第2段（1101）、挂网支臂支撑（1107）、耳板（1103）、多级油缸（1105）、油缸支撑（1106）等组成；挂网支臂第2段收纳于挂网支臂第1段内，耳板与挂网支臂第2段相连，挂网支臂第1段下方有一长开口，用以让耳板通过；挂网支臂第2段右下方有一凸起（1108），当挂网支臂第2段凸起运动到挂网支臂第1段位置A（1110）时被挡住，从而停止运动；挂网支臂第1段用铰接方式与挂网支臂支撑相连；耳板用铰接方式与多级油缸内的活塞（1104）相连，多级油缸用铰接方式与油缸支撑相连；油缸支撑和挂网支臂支撑均与火箭外壳（1109）相连。
8.如权利要求7所述所使用的挂网支架分别有以下4种状态（图12）其特征有：收缩收拢型（1201）；收缩展开型（1202）；伸长展开型（1203）；伸长收拢型（1204）；其中收缩收拢型是为了尽量减少挂网支架对火箭气动外形的影响，而处于收缩收拢状态；收缩展开型是为了方便气囊网在无人机的拖拽下向上合围火箭时，其网孔能穿进挂网支架，而处于收缩展开状态；伸长展开型是为了在无人机完成了用气囊网合围火箭后切断绳索，气囊网下落能由挂网支架接住，而处于伸长展开状态；伸长收拢型是为了防止火箭在接地过程中气囊网受力不均拉伸变形而脱落，同时也防止挂网支臂因伸长展开接触地面而对火箭箭体造成损害，而处于伸长收拢状态。
9.如权利要求8所述所使用的挂网支架其特征有：当处于伸长展开状态，由几何知识可知，只要挂网支臂伸长展开长度D（1301）大于大幅拉伸的网孔对角线长度d（1302），则气囊网一定不会脱落。
10.如权利要求1所述降落伞仓其特征有；降落伞（201）仓呈流线型，安装在火箭水平放置时箭体重心位置的外壳上（201）。
11.如权利要求1所述降落伞收纳包其特征有；降落伞收纳包（402）放置于降落伞仓里面。
12.如权利要求1所述降落伞带（绳）其特征有；降落伞带（绳）（503）一头联结降落伞收纳包（502）另一头联结火箭外壳多个相应位置（例如505a、505b、505c、505d）；在降落伞打开之前，降落伞带（绳）（202）用尼龙搭扣（601）或其它方式紧贴火箭上表面（206或404）。
13.如权利要求1所述用无人机拖拽气囊网从空中交会对接火箭在地面或水面（海面）回收火箭的共同方法步骤由一系列步骤组成，其特征包括如下步骤：
14.如权利要求13所述用无人机拖拽气囊网从空中交会对接火箭在地面回收火箭专用步骤，其特征包括如下步骤：
15.如权利要求13所述用无人机拖拽气囊网从空中交会对...
【技术特征摘要】
1.一种适合在火箭飞行航区末端回收火箭的技术和方法，具体是用无人机吊挂气囊网在空中交会对接火箭，在地面或水面（海面）回收火箭的回收技术和方法；其特征包括：气囊网，若干个挂网支架，降落伞仓，降落伞收纳包，降落伞伞带（绳），用无人机吊挂气囊网从空中交会对接火箭在地面或水面（海面）回收火箭的回收方法，以及用于吊挂重型气囊网的无人机阵列结构和无人机阵列吊挂气囊网回收火箭的方法；
2.如权利要求1所述所使用的气囊网其特征为一种矩形的编织网，网上沿中轴线（303）两侧对称的均匀分布气囊（304）。
3.如权利要求1所述用于水面或海面回收的气囊网其特征为靠近火箭发动机位置的气囊网部分安装覆盖有防水薄膜（2301）。
4.如权利要求1所述在地面回收火箭所使用的气囊网其特征为气囊网的宽度w一定要大于子级火箭横截面周长的一半即c/2（图3），以实现气囊网对火箭子级下表面（302）的包裹；气囊网的长度l1一定要大于子级火箭长度l2（图3），以实现气囊网对火箭子级下表面（302）的包裹。
5.如权利要求1所述在水（海）面回收火箭所使用的气囊网其特征为气囊网的宽度w一定要大于子级火箭横截面周长的一半即c/2（图23），以实现气囊网对火箭子级下表面（2303）的包裹；因为火箭在水面（海面）回收，为了防止水进入发动机喷口，气囊网靠近发动机部分安装有防水薄膜（2301），防水薄膜的长度l3要大于火箭底部直径r，同时要求气囊网的长度l1一定要大于子级火箭长度l2与火箭底部直径r之和（图23），以实现气囊网对火箭子级下表面和发动机的包裹（图25）。
6.如权利要求1所述在水（海）面回收火箭时在火箭上表面靠近发动机的地方有多个挂网支架（2603），其特征是：①位置：火箭上表面靠近发动机的地方；②用途：用以挂接有防水薄膜的气囊网；③外形：挂网支架前端为尖锐构型（3001），当防水薄膜遮挡挂网支架时，用以刺穿防水薄膜使气囊网挂在挂网支架上。
7.如权利要求1所述所使用的挂网支架其特征有：由挂网支臂第1段（1102）、挂网支臂第2段（1101）、挂网支臂支撑（1107）、耳板（1103）、多级油缸（1105）、油缸支撑（1106）等组成；挂网支臂第2段收纳于挂网支臂第1段内，耳板与挂网支臂第2段相连，挂网支臂第1段下方有一长开口，用以让耳板通过；挂网支臂第2段右下方有一凸起（1108），当挂网支臂第2段凸起运动到挂网支臂第1段位置a（1110）时被挡住，从而停止运动；挂网支臂第1段用铰接方式与挂网支臂支撑相连；耳板用铰接方式与多级油缸内的活塞（1104）相连，多级油缸用铰接方式与油缸支撑相连；油缸支撑和挂网支臂支撑均与火箭外壳（1109）相连。
8.如权利要求7所述所使用的挂网支架分别有以下4种状态（图12）其特征有：收缩收拢型（1201）；收缩展开型（1202）；伸长展开型（1203）；伸长收拢型（1204）；其中收缩收拢型是为了尽量减少挂网支架对火箭气动外形的影响，而处于收缩收拢状态；收缩展开型是为了方便气囊网在无人机的拖拽下向上合围火箭时，其网孔能穿进挂网支架，而处于收缩展开状态；伸长展开型是为了在无人机完成了用气囊网合围火箭后切断绳索，气囊网下落能由挂网支架接住，而处于伸长展开状态；伸长收拢型是为了防止火箭在接地过程中气囊网受力不均拉伸变形而脱落，同时也防止挂网支臂因伸长展开接触地面而对火箭箭体造成损害，而处于伸长收拢状态。
9.如权利要求8所述所使用的挂网支架其特征有：当处于伸长展开状态，由几何知识可知，只要挂网支臂伸长展开长度d（1301）大于大幅拉伸的网孔对角线长度d（1302），则气囊网一定不会脱落。
10.如权利要求1所述降落伞仓其特征有；降落伞（201）仓呈流线型，安装在火箭水平放置时箭体重心位置的外壳上（201）。
11.如权利要求1所述降落伞收纳包其特征有；降落伞收纳包（402）放置于降落伞仓里面。
12.如权利要求1所述降落伞带（绳）其特征有；降落伞带（绳）（503）一头联结降落伞收纳包（502）另一头联结火箭外壳多个相应位置（例如505a、505b、50...
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