【技术实现步骤摘要】
本申请涉及火箭回收，更具体地说，是涉及一种高低速两用的火箭回收姿态控制装置。
技术介绍
1、随着航天技术的不断发展，火箭的回收和重复使用成为了研究的重点。火箭回收姿态控制机构是实现火箭回收的关键部件之一，影响到火箭回收的稳定性和安全性。目前火箭回收姿态调整的方式主要有喷气反推的主动调节和栅格舵(格栅翼)的被动姿态调节两种形式或两种形式的结合，在火箭回收姿态控制技术方向现有技术中的典型技术方案如下：
2、(1)公开号为cn218723569u的中国技术专利，一种用于运载火箭回收的模块化子级，公开了包含模块化子级的运载火箭，模块化子级位于二子级内，通过防爆螺栓将卫星整流罩固定于二子级的顶部，模块化子级外表面设有呈并列对称式分布的两组回收反推发动机，回收反推发动机顶部设有呈并列对称式分布的两组姿态控制发动机，模块化子级内设有回收控制系统。该方案实质上是将喷气式发动机与火箭相结合，通过喷气方式提供推力，需要额外携带大量燃料实现火箭回收。
3、(2)公开号为cn111521073b的中国专利技术专利，一种火箭回收方法，公开了包括固定座、支撑结构及挂架结构的火箭回收装置，支撑结构的一端固设在固定座，另一端用于连接挂架结构；通过调姿系统及反推系统调整待回收火箭的姿态和速度，姿态调节机构包括格栅翼和姿态控制系统。具体地说，格栅翼用于在子级火箭降落过程中，通过改变形状或位置调整子级火箭受到的气动力，实现对箭体的飞行攻角、姿态的调整；姿态控制系统通过喷气反推的方式产生反作用力实现对子级火箭飞行姿态的调整。
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5、栅格翼由于其气动特性在静稳定性方面表现优越，适合配合反推的喷气式发动机使用预先调整降低速度，能够精确控制落点，而在远距离高速滑翔的使用场景下，栅格翼的升阻比劣于滑翔翼构型，并且存在需要额外携带大量燃料供给反推喷气发动机的问题。然而滑翔翼构型在小攻角(10°)的状态下静稳定性差，对舵面控制要求高。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本申请采用的技术方案是高低速两用的火箭回收姿态控制装置，包括火箭箭体、姿态调节系统、降落制动系统、飞行状态监测系统和控制系统；
2、姿态调节系统包括姿态控制系统和舵面驱动系统，姿态控制系统包括设置于火箭箭体周围能够倾转的空气舵面和设置于空气舵面内部的涵道动力装置。
3、优选的，空气舵面包括前缘翼尖、主体翼面、后缘翼梢，空气舵面的侧截面为对称翼型。
4、优选的，涵道动力装置包括涵道动力驱动电机，涵道动力驱动电机连接有变距螺旋桨，变距螺旋桨通过驱动拉杆连接有与变距螺旋桨同轴设置的变距盘。
5、优选的，飞行状态监测系统包括陀螺仪、加速度计、定位器和高度计。
6、优选的，控制系统包括设置于火箭箭体内部的中央处理单元和指令发射器。
7、优选的，降落制动系统包括涵道动力装置和降落伞控制装置。
8、优选的，中央处理单元采用pid算法，控制空气舵面的倾转、变距螺旋桨的转速、变距螺旋桨的螺距和降落伞的使用。
9、本专利技术的有益效果是：
10、1.空气舵面和设置于空气舵面内部的涵道动力装置的协同工作，实现在高速滑翔阶段提供更高的升阻比，增大升力降低下落速度，在低速阶段落点控制方面通过提供高效的舵面控制，提高了静稳定性，实现火箭在不同速度下的稳定回收，提高了火箭回收的效率和安全性。
11、2.由于本申请所提供的空气舵面无需像栅格舵的舵面一样薄，能够承受更加恶劣的气动热环境，在材料要求方面比栅格舵更加宽松，同时本申请所提出的方案无需加装喷气发动机，减少燃料携带需求，且降低了整体的重量，配合控制算法可以适用于不同类型的火箭，具有较强的通用性。
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1.一种高低速两用的火箭回收姿态控制装置，包括火箭箭体、姿态调节系统、降落制动系统、飞行状态监测系统和控制系统，其特征在于：所述姿态调节系统包括姿态控制系统和舵面驱动系统，所述姿态控制系统包括设置于所述火箭箭体周围能够倾转的空气舵面和设置于所述空气舵面内部的涵道动力装置。
2.如权利要求1所述的高低速两用的火箭回收姿态控制装置，其特征在于：所述空气舵面包括前缘翼尖、主体翼面、后缘翼梢，所述空气舵面的侧截面为对称翼型。
3.如权利要求1所述的高低速两用的火箭回收姿态控制装置，其特征在于：所述涵道动力装置包括涵道动力驱动电机，所述涵道动力驱动电机连接有变距螺旋桨，所述变距螺旋桨通过驱动拉杆连接有与所述变距螺旋桨同轴设置的变距盘。
4.如权利要求2所述的高低速两用的火箭回收姿态控制装置，其特征在于：所述飞行状态监测系统包括陀螺仪、加速度计、定位器和高度计。
5.如权利要求3所述的高低速两用的火箭回收姿态控制装置，其特征在于：所述控制系统包括设置于所述火箭箭体内部的中央处理单元和指令发射器。
6.如权利要求2所述的高低速两用的火
7.如权利要求5所述的高低速两用的火箭回收姿态控制装置，其特征在于：所述中央处理单元采用PID算法，控制所述空气舵面的倾转、变距螺旋桨的转速、变距螺旋桨的螺距和降落伞的使用。
...【技术特征摘要】
1.一种高低速两用的火箭回收姿态控制装置，包括火箭箭体、姿态调节系统、降落制动系统、飞行状态监测系统和控制系统，其特征在于：所述姿态调节系统包括姿态控制系统和舵面驱动系统，所述姿态控制系统包括设置于所述火箭箭体周围能够倾转的空气舵面和设置于所述空气舵面内部的涵道动力装置。
2.如权利要求1所述的高低速两用的火箭回收姿态控制装置，其特征在于：所述空气舵面包括前缘翼尖、主体翼面、后缘翼梢，所述空气舵面的侧截面为对称翼型。
3.如权利要求1所述的高低速两用的火箭回收姿态控制装置，其特征在于：所述涵道动力装置包括涵道动力驱动电机，所述涵道动力驱动电机连接有变距螺旋桨，所述变距螺旋桨通过驱动拉杆连接有与所述变距...
【专利技术属性】
技术研发人员：王新胜，张天鹏，周志权，赵扬，李洋，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：
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