专利摘要

一种高稳性航天器海上回收平台，设有稳定接收平台甲板；船首平台上的罗经甲板上布设有定位及风速风向监测装置；船首和船尾处均安装有减摇鳍及槽道式推进器；上层船舱区的船舯处设有稳定接收平台舱区，其中的螺稳定装置舱内有陀螺稳定装置，相邻陀螺稳定装置以横、纵向交替的方式布设；稳定接收平台舱区的前端设有淡水舱、变压室，后端设有控制舱、可控被动式减摇水舱；下层船舱区的船舯处布设有动力舱，动力舱的前端设有淡水舱，动力舱的后端设有设备舱及可控被动式减摇水舱，下层船舱区的前后两端均设有推进器室；压载水舱布设于上层船舱区四周及下层船舱区两侧。本实用新型显著提高了航天器海上回收作业的稳定性，使海上回收作业安全可靠。

权利要求

1.一种高稳性航天器海上回收平台，包括含有船舱区和甲板平台的船体，所述甲板平台包括工作甲板和位于工作甲板两端的船首平台及船尾平台，船首处设有球鼻艏、船尾部设有全回转推进器；其特征在于，所述工作甲板的中心设有稳定接收平台甲板，工作甲板及稳定接收平台甲板均为连续结构；船首平台和船尾平台上设置有设备箱，船首平台上设有罗经甲板，罗经甲板上布设有定位装置及风速风向监测装置；船首和船尾处均安装有减摇鳍及槽道式推进器；所述船舱区包括上层船舱区和下层船舱区，上层船舱区的船舯处设有稳定接收平台舱区；稳定接收平台舱区包括设置于稳定接收平台舱区中心的陀螺稳定装置设备舱和围绕该陀螺稳定装置设备舱设置的陀螺稳定装置舱；陀螺稳定装置舱内各设有一个陀螺稳定装置，并使相邻的陀螺稳定装置以横向、纵向交替的方式固定于陀螺稳定装置舱内；稳定接收平台舱区的前端布设有淡水舱、变压室，稳定接受平台的后端布设有控制舱、可控被动式减摇水舱，控制舱内设有智能调载仪，压载水舱布设于上层船舱区的四周；所述下层船舱区的船舯处布设有动力舱，动力舱包括并行设置的柴油燃料舱和蓄电池舱，动力舱的前端布设有淡水舱，动力舱的后端布设有设备舱及可控被动式减摇水舱，下层船舱区的前后两端均设有用于安装全回转推进器及槽道式推进器的推进器室；压载水舱布设于下层船舱区的两侧。

2.根据权利要求1所述的一种高稳性航天器海上回收平台，其特征在于，定位装置为雷达及差分GPS。

3.根据权利要求1所述的一种高稳性航天器海上回收平台，其特征在于，所述减摇鳍为零航速减摇鳍。

4.根据权利要求1所述的一种高稳性航天器海上回收平台，其特征在于，所述风速风向监测装置为风速风向仪。

5.根据权利要求1所述的一种高稳性航天器海上回收平台，其特征在于，所述陀螺稳定装置设备舱的四周设置四个陀螺稳定装置舱，四个陀螺稳定装置舱两两对称设置，并使对称设置的陀螺稳定装置舱内的陀螺稳定装置的横纵方向相同。

6.根据权利要求1所述的一种高稳性航天器海上回收平台，其特征在于，陀螺稳定装置包括固定支架及转动连接于固定支架上的进动轴，进动轴上固定连接有陀螺稳定装置本体，包括外框架，外框架中转动连接有垂直设置的转子轴，垂直于转子轴固定有转子。

7.根据权利要求1所述的一种高稳性航天器海上回收平台，其特征在于，船首平台与工作甲板之间、船尾平台与工作甲板之间设有防爆隔离板；设备箱的外侧设有防护板；船首平台上布设有救生艇。

说明书

技术领域

本实用新型涉及航天器回收和海上运输技术领域，尤其是一种高稳性航天器海上回收平台。

背景技术

常规的运载火箭都是一次性使用的，长久以来航天发射成本居高不下，发送质量1kg物质上天的成本约为1~2万美元，大大影响了人类开发太空的规模和效益。

2016 年4 月9 日，SpaceX（美国太空探索技术公司）成功在大西洋海上平台回收“猎鹰9号”一级火箭，这是人类历史上首次在海上实现火箭回收。这次成功不但证明海上回收火箭技术是可行的，也将使人类进入太空的成本大幅度降低，廉价太空时代已越来越近。

按照估算，“猎鹰 9 号”火箭的制造成本高达6000 万美元，而其燃料成本仅为20万美元， 因此，如能够回收火箭，经过简单维修后再重复使用，则可以降低发射成本。据测算，如果能回收并可低成本重复使用火箭第一级，可降低火箭成本80%；如果第一二级火箭都能回收并低成本重复使用，则可降低火箭成本的99%。据Space-X总裁马斯克表示，可重复使用火箭将使空间探索成本降低两个数量级。

由于飞行轨道和惯性，火箭的降落点往往离发射点有很远的距离，所以飞回陆地着陆场会需要额外耗费大量燃料，增加成本。而最节省燃料的回收方式就是将回收平台搭建在火箭的自然落点附近，这往往是在海上。海上回收火箭能保障地面人员和财产的安全，避免陆地发射所需要的大量土地、低人口密度区域及受限的发射方向等制约以及回收的火箭残骸落入民居损坏财物甚至伤人的危险发生。相比陆地回收技术，海上回收技术的安全性和经济性更好。

尽管海上回收比陆地回收火箭发射成本更低，更具有现实意义，但是海上回收难度大得多。相较陆地环境，海上天气因素变更频繁，恶劣海况和恶劣天气的影响使得回收任务失败的风险增大许多。由于海上天气恶劣，海浪较大，海上平台无法稳定且易产生位置漂移，火箭一子级垂直返回海上定点平台回收任务面临无法精确定位着陆点的挑战和风险。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、且具有高回收成功率、高稳性、高耐波性的高稳性航天器海上回收平台。

本实用新型解决现有技术问题所采用的技术方案：一种高稳性航天器海上回收平台，包括含有船舱区和甲板平台的船体，所述甲板平台包括工作甲板和位于工作甲板两端的船首平台及船尾平台，船首处设有球鼻艏、船尾部设有全回转推进器；所述工作甲板的中心设有稳定接收平台甲板，工作甲板及稳定接收平台甲板均为连续结构；船首平台和船尾平台上设置有设备箱，船首平台上设有罗经甲板，罗经甲板上布设有定位装置及风速风向监测装置；船首和船尾处均安装有减摇鳍及槽道式推进器；所述船舱区包括上层船舱区和下层船舱区，上层船舱区的船舯处设有稳定接收平台舱区；稳定接收平台舱区包括设置于稳定接收平台舱区中心的陀螺稳定装置设备舱和围绕该陀螺稳定装置设备舱设置的陀螺稳定装置舱；陀螺稳定装置舱内各设有一个陀螺稳定装置，并使相邻的陀螺稳定装置以横向、纵向交替的方式固定于陀螺稳定装置舱内；稳定接收平台舱区的前端布设有淡水舱、变压室，稳定接受平台的后端布设有控制舱、可控被动式减摇水舱，控制舱内设有智能调载仪，压载水舱布设于上层船舱区的四周；所述下层船舱区的船舯处布设有动力舱，动力舱包括并行设置的柴油燃料舱和蓄电池舱，动力舱的前端布设有淡水舱，动力舱的后端布设有设备舱及可控被动式减摇水舱，下层船舱区的前后两端均设有用于安装全回转推进器及槽道式推进器的推进器室；压载水舱布设于下层船舱区的两侧。

定位装置为雷达及差分GPS。

所述减摇鳍为零航速减摇鳍。

所述风速风向监测装置为风速风向仪。

所述陀螺稳定装置设备舱的四周设置四个陀螺稳定装置舱，四个陀螺稳定装置舱两两对称设置，并使对称设置的陀螺稳定装置舱内的陀螺稳定装置的横纵方向相同。

陀螺稳定装置包括固定支架及转动连接于固定支架上的进动轴，进动轴上固定连接有陀螺稳定装置本体，包括外框架，外框架中转动连接有垂直设置的转子轴，垂直于转子轴固定有转子。

船首平台与工作甲板之间、船尾平台与工作甲板之间设有防爆隔离板；设备箱的外侧设有防护板；船首平台上布设有救生艇。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型结构简单，主要包括工作甲板、陀螺稳定装置、罗经甲板、船舱区，并布置有零航速减摇鳍、可控被动式减摇水舱、球鼻艏，提升船体的稳性；配合雷达、差分GPS、风速风向仪、全回转推进器、槽道式推进器等装置，使平台能在海洋上保持相对固定的位置；其工作甲板上布置防爆隔离板，能在航天器姿态调整不到位发生倾倒、爆炸时，保护工作平台上的设备；其布置陀螺稳定装置，能在航天器海上回收平台不够稳定并摇晃时，保持接收平台稳定，提高回收成功率。本实用新型创造性的解决了在较恶劣海况时，航天器海上回收平台出现摇晃现象，接收平台保持稳定。本实用新型显著提高了航天器海上回收作业的稳定性，使得海上回收作业安全、可靠，不仅节约了大量的人力物力财力资源、大幅度提高了航天器海上回收作业的成功率，而且易于实施、彻底改变了长期以来制造航天器时需要重新制作子级火箭的现状，降低了航天器制作成本，为航天器海上回收提供了创新的优质装备。

附图说明

图1是本实用新型的正视图。

图2是图1的俯视图。

图3是图1的左视图。

图4是图1的A-A剖视图。

图5是图1的B-B剖视图。

图6是图2的C-C剖视图。

图7是图2的D-D剖视图。

图8是陀螺稳定装置的减摇原理图。

图9是本实用新型的供能方式示意图。

图10是本实用新型的作业流程图。

图中：1-工作甲板，1a-防爆隔离板，1b-设备箱，1c-防护板，2-稳定接收平台甲板，3-稳定接收平台舱区，3a-陀螺稳定装置舱，3b-陀螺稳定装置设备舱，4-陀螺稳定装置，4a-进动轴，4b-外框架，4c-转子，4d-转子轴，4e-固定支架，5-罗经甲板，5a-雷达，5b-差分GPS，5c-风速风向仪，6-零航速减摇鳍，7-球鼻艏，8-救生艇，9-全回转推进器，10-槽道式推进器，11-上层船舱区，11a-可控被动式减摇水舱，11b-压载水舱，11c-控制舱，11d-淡水舱，11e-变压室，11f-智能调载仪, 12-下层船舱区，12a-柴油燃料舱，12b-蓄电池舱，12c-推进器室，12d-设备舱。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施方式对本实用新型进行说明：

图1-3示出了本实用新型一种高稳性航天器海上回收平台的基本布置：一种高稳性航天器海上回收平台，包括含有船舱区和甲板平台的船体，甲板平台包括工作甲板1和位于工作甲板1两端的船首平台及船尾平台，船首处设有球鼻艏7、船尾部设有全回转推进器9；船首平台和船尾平台上设置有设备箱1b，工作甲板1作为航天器回收和运输的场所，在船首平台与工作甲板1之间、船尾平台与工作甲板1之间设有防爆隔离板1a，以防止回收失败发生爆炸时，设备箱1b起到保护作用，设备箱1b的外侧设有防护板1c，用于防止设备箱1b滑落入水；船首平台上布设有救生艇8。

工作甲板1的中心设有稳定接收平台甲板2，工作甲板1及稳定接收平台甲板2均为连续结构，稳定接收平台甲板2为强力甲板，船首平台上设有罗经甲板5，罗经甲板5上布设有雷达5a、差分GPS5b及风速风向仪5c；船首和船尾处均安装有零航速减摇鳍6及槽道式推进器10； 船舱区包括上层船舱区11和下层船舱区12。

具体地，如图4所示：上层船舱区11的船舯处设有与稳定接收平台甲板2正对的稳定接收平台舱区3；稳定接收平台舱区3包括设置于稳定接收平台舱区3中心的陀螺稳定装置设备舱3b和围绕该陀螺稳定装置设备舱3b的四周设置的陀螺稳定装置舱3a；陀螺稳定装置舱3a内各设有一个陀螺稳定装置4，并使相邻的陀螺稳定装置4以横向、纵向交替的方式固定于陀螺稳定装置舱3a内，优选如图4所示，在陀螺稳定装置设备舱3b的四周设置四个陀螺稳定装置舱3a，四个陀螺稳定装置舱3a两两对称设置，并使对称设置的陀螺稳定装置舱3a内的陀螺稳定装置4的横纵方向相同；陀螺稳定装置设备舱3b中内布置有供上述陀螺稳定装置4使用的电机。稳定接收平台舱区3的前端近船首处布设有淡水舱11d及用于布置电力变压设备的变压室11e，稳定接受平台的后端近船尾处布设有控制舱11c、可控被动式减摇水舱11a，压载水舱11b布设于上层船舱区11的四周，控制舱11c内布设有智能调载仪11f，用于调节浮态；陀螺稳定装置4、可控被动式减摇水舱11a用于调高平台的稳性；智能调载仪11f用于在风浪条件下进行浮态修正。

其中，图8示出了本实用新型优选采用的陀螺稳定装置4的结构：该陀螺稳定装置4包括固定支架4e及转动连接于固定支架4e上的进动轴4a，进动轴4a上固定连接有陀螺稳定装置本体，包括外框架4b，外框架4b中转动连接有垂直设置的转子轴4d，垂直于转子轴4d固定有转子4c。当船体因风浪等原因横摇时，转子将绕转子轴进行高速旋转，此时本实用新型的陀螺稳定装置4具有三个基本特性：

1、定轴性：转子轴将始终保持原来空间方向不变；

2、陀螺力矩：当陀螺稳定装置4受到某个外力矩作用时，其本身会给施加外力距的物体以反作用力，与外力矩大小相等，方向相反；

3、进动性：当陀螺稳定装置4受到某个外力矩时，转子轴的转动方向与外力矩向量方向不一致，而是力图以最短途径向外力矩向量靠拢。

根据该陀螺稳定装置4的三个特性，可恢复船舶稳性，降低横摇；本实用新型中优选布置四个陀螺稳定装置4，分别作用于船体的横摇和纵摇，两两对称，作业时以同一速度相反方向旋转，可有效避免单个陀螺稳定装置4作业时产生的不良影响。陀螺稳定装置4配合可控被动式减摇水舱11a、零航速减摇鳍6、球鼻艏7，可在最大程度上降低回收平台的横摇与纵摇，提高回收成功率。

如图5所示：下层船舱区12的船舯处布设有动力舱，动力舱包括并行设置的两个柴油燃料舱12a和一个蓄电池舱12b，动力舱的前端布设有淡水舱11d，动力舱的后端布设有用于布置配电仪器等相关设备的设备舱12d及可控被动式减摇水舱11a，下层船舱区12的前、后两端均设有用于安装全回转推进器9及槽道式推进器10的推进器室12c；压载水舱11b布设于下层船舱区12的两侧，用于调节浮态。

当本实用新型航行到指定位置时，由罗经甲板5上布置的雷达5a、差分GPS5b、风速风向仪5c进行定位并配合全回转推进器9、槽道式推进器10使船体在指定位置保持相对固定的位置，配合航天器的着陆动作，提高了航天器回收的成功率；风浪海况下，陀螺稳定装置4开始工作，配合船舱区设置的可控被动式减摇水舱11a、零航速减摇鳍6、球鼻艏7，保证船舶处于相对水平稳定状态，降低横摇纵摇幅度，提高回收成功率。

图6示出了本实用新型的回收平台中陀螺稳定平台舱区所在位置的横剖面，配合图4可以准确的示出稳定接收平台舱区3、陀螺稳定装置4的位置。

图7示出了本实用新型的回收平台中可控被动式减摇水舱11a所在位置的横剖面，配合图4、图5可以准确的示出了可控被动式减摇水舱11a的位置和其主要结构形式。

图9示出了本实用新型的供能方式：即使用柴油燃料舱12a及蓄电池舱12b中的柴油及蓄电池构成双燃料能源供能系统为发电主机提供燃料，发电主机发电并提供全船所需能源，包括推进器所需能源及平台上设备所需能源。

图10示出了本实用新型使用过程中的作业流程图。当本实用新型航行到航天器降落指定海域时，打开雷达5a及差分GPS5b等定位装置并使船体固定于指定位置，之后风速风向仪5c在两种工作状态下进行切换：

（a）当风浪较小时，实施第一工作状态：首先使压载水舱11b内装载有一定的压载水并进行智能调载，打开陀螺稳定装置4，关闭可控被动式减摇水舱11a，使船体正浮，无横摇纵摇运动；

（b）当风浪较大时，实施第二工作状态：首先使压载水舱11b内装载有一定的压载水并进行智能调载，打开陀螺稳定装置4，打开可控被动式减摇水舱11a，使船体正浮，无横摇纵摇运动；

最后，等待航天器降落，回收成功，运输航天器，作业完成。

以上内容是结合具体的优选技术方案对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

一种高稳性航天器海上回收平台专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。