本發(fā)明涉及飛行器系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種飛行器級(jí)間分離裝置。

背景技術(shù)：

對(duì)于飛行器系統(tǒng)，為了把有效載體發(fā)射到預(yù)定的目標(biāo)，需要將已經(jīng)完成了預(yù)定工作的級(jí)和艙段進(jìn)行解鎖和分離，其分離解鎖過(guò)程直接關(guān)系到飛行器完成飛行任務(wù)的成敗。因此，飛行器的級(jí)間分離裝置是飛行器的關(guān)鍵部件。飛行器的級(jí)間分離裝置在實(shí)際工作時(shí)要完成兩種不同的功能，即在分離之前要確保兩個(gè)分離部件可靠的連接，在分離時(shí)要保證兩個(gè)分離部件可靠的分離，并要確保分離過(guò)程中或分離之后不產(chǎn)生影響續(xù)航及正常飛行的危害。所以說(shuō)，對(duì)于飛行器級(jí)間分離而言，選擇一種合適的分離裝置是至關(guān)重要的，對(duì)飛行器級(jí)間火工分離裝置的設(shè)計(jì)必須達(dá)到以下要求：1)連接承載要求，即分離前保證飛行器本體與被分離部件連接可靠、定位準(zhǔn)確；2)可靠分離要求，分離裝置應(yīng)使被分離部分與飛行器本體迅速、準(zhǔn)確而可靠地分離，必須保證分離的可靠性；3)分離沖擊要求，在分離過(guò)程中，要求分離后對(duì)飛行器本體的氣動(dòng)外形、沖擊擾動(dòng)影響最小，確保不損傷飛行器本體；4)密封要求，裝置分離后要保證其彈體含有紅外等制導(dǎo)窗口不受污染影響制導(dǎo)；5)維護(hù)性要求，裝置應(yīng)簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)靈活、易于調(diào)整，使用維護(hù)方便。

目前，飛行器級(jí)間分離方式主要分兩種，即點(diǎn)式分離和線性分離。其中，點(diǎn)式分離裝置包括有爆炸螺栓、解鎖螺栓、分離螺母等組件。分離時(shí)，分離元件作用，從而解除連接。點(diǎn)式分離裝置主要是在爆炸螺栓的基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)與完善，早期的爆炸螺栓，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、連接可靠，但分離沖擊較大，往往有碎片和污染產(chǎn)生，隨著解鎖螺栓、分離螺母和綁帶式分離裝置的出現(xiàn)，對(duì)其連接力與污染處理方面得到進(jìn)一步改觀，但其結(jié)構(gòu)進(jìn)一步復(fù)雜，裝配難度加大。線性分離裝置包括聚能炸藥索、氣囊式炸藥索、膨脹管等。此線式分離裝置的特點(diǎn)是被分離體本來(lái)是連續(xù)而完整的艙體，用安裝在分離面上的線式分離裝置將其切割成兩部分。雖然線性分離裝置典型的聚能炸藥索具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、分離迅速等優(yōu)點(diǎn)，但其提供的分離沖量過(guò)小，容易導(dǎo)致分離后艙段互相碰撞干擾。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種飛行器級(jí)間分離裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、連接穩(wěn)定、分離可靠，對(duì)飛行器的影響小，且分離沖量可調(diào)。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種飛行器級(jí)間分離裝置，該裝置包括設(shè)置于飛行器本體和飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)之間的分離艙體，設(shè)置于所述飛行器本體和所述分離艙體之間的藥包組件，以及密封穿過(guò)所述分離艙體的連接桿，所述連接桿包括與所述飛行器本體連接的前端部，與所述分離艙體連接的尾端部，以及一體設(shè)置于所述前端部和所述尾端部之間的頸縮部，所述頸縮部用于所述飛行器本體與所述飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)分離時(shí)被兩者拉斷。

進(jìn)一步地，所述分離艙體具有前端開口的燃燒腔，所述開口處封蓋有用于隔離所述燃燒腔的隔板，所述隔板的外側(cè)貼靠于所述飛行器本體的后端面；所述連接桿的所述前端部穿過(guò)所述隔板并伸入于所述飛行器本體內(nèi)形成固定連接。

進(jìn)一步地，所述燃燒腔前端的內(nèi)壁上環(huán)設(shè)有適配于所述隔板的環(huán)槽，所述隔板的周邊容置于所述環(huán)槽內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述隔板的外周套設(shè)有密封圈，所述密封圈的外周壁與所述環(huán)槽的內(nèi)壁抵緊形成密封。

進(jìn)一步地，所述分離艙體的前端環(huán)設(shè)有適配于所述飛行器本體后端形狀的沉槽，所述飛行器本體的后端容置于所述沉槽內(nèi)并形成定位。

優(yōu)選地，所述前端部的頂端具有外螺紋，所述飛行器本體底部具有螺紋槽，所述前端部的頂端伸入所述螺紋槽內(nèi)形成螺紋連接，且所述前端部的底端抵接于所述飛行器本體底面。

優(yōu)選地，所述尾端部具有外螺紋，所述尾端部穿過(guò)所述分離艙體后端，且所述尾端部通過(guò)螺母與所述分離艙體鎖緊。

進(jìn)一步地，所述尾端部上套設(shè)有墊圈，所述墊圈的相對(duì)表面分別抵接于所述螺母和所述分離艙體的底面。

優(yōu)選地，所述尾端部與所述螺母的連接處涂設(shè)有硅橡膠。

優(yōu)選地，所述藥包組件包括設(shè)置于所述燃燒腔內(nèi)的火藥包，穿設(shè)于所述分離艙體底部并與所述火藥包連接的點(diǎn)火頭，以及由所述點(diǎn)火頭引出的點(diǎn)火導(dǎo)線。

基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明提出的飛行器級(jí)間分離裝置，通過(guò)其連接桿的前端部和尾端部分別連接飛行器本體和分離艙體，實(shí)現(xiàn)了飛行器本體、分離艙體和飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)的級(jí)間穩(wěn)定連接，并通過(guò)在連接桿的前端部和尾端部之間一體設(shè)置用以供分離時(shí)能夠可靠拉斷的頸縮部，在藥包組件點(diǎn)火產(chǎn)生的氣體的推力作用下，飛行器本體和分離艙體反向運(yùn)動(dòng)使得頸縮部被拉斷，如此，實(shí)現(xiàn)了飛行器本體、分離艙體和飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)的級(jí)間可靠分離；另外，依據(jù)不同的分離沖量要求調(diào)整藥包組件及頸縮部的直徑，可達(dá)到可靠分離的目的；由于分離后飛行器本體擾動(dòng)時(shí)間短，且分離段殘留較少，對(duì)飛行器本體氣動(dòng)外形影響較小，也就是說(shuō)，該裝置對(duì)飛行器影響小，分離沖量可調(diào)；并且，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝配容易。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提出的飛行器級(jí)間分離裝置應(yīng)用時(shí)的剖面示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提出的飛行器級(jí)間分離裝置應(yīng)用時(shí)的剖面分解示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

需要說(shuō)明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”或“設(shè)置于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或可能同時(shí)存在居中元件。當(dāng)一個(gè)元件被稱為是“連接于”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。

另外，還需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例中的左、右、上、下、頂、底等方位用語(yǔ)，僅是互為相對(duì)概念或是以產(chǎn)品的正常使用狀態(tài)為參考的，而不應(yīng)該認(rèn)為是具有限制性的。以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)的描述。

如圖1至圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提出了一種飛行器級(jí)間分離裝置1，其可運(yùn)用于導(dǎo)彈、運(yùn)載火箭等飛行器。具體地，該飛行器級(jí)間分離裝置1安裝在飛行器本體2和飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)3之間，此處，飛行器本體2與飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)3為飛行器的相鄰兩級(jí)。具體地，該飛行器級(jí)間分離裝置1包括分離艙體11、藥包組件12以及連接桿13，其中，分離艙體11設(shè)置在飛行器本體2和飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)3之間，藥包組件12設(shè)置在分離艙體11中。另外，連接桿13密封穿過(guò)分離艙體11，且該連接桿13與分離艙體11的交接處密封處理。本實(shí)施例中，該連接桿13可包括前端部131、頸縮部132和尾端部133，這里，頸縮部132一體化設(shè)置在前端部131和尾端部133之間，同時(shí)，前端部131與飛行器本體2固定連接，尾端部133與分離艙體11連接，本實(shí)施例中，分離艙體11的前端與飛行器本體2后端抵靠，且連接桿13的前端部131與飛行器本體2固定連接，因此，在連接桿13的尾端部133與分離艙體11固定連接的情況下，使得分離艙體11與飛行器本體2形成緊固連接，與此同時(shí)，由于飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)3與分離艙體11固定，這樣，飛行器本體2、分離艙體11和飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)3三者形成固定連接。本實(shí)施例中，該連接桿13優(yōu)選為柱狀結(jié)構(gòu)，其頸縮部132用于分離時(shí)被拉斷，該頸縮部132直徑小于前端部131和尾端部133的直徑，使得頸縮部132的連接強(qiáng)度小于前端部131和尾端部133，如此，便于頸縮部132在兩端的拉應(yīng)力作用下被拉斷。當(dāng)藥包組件12點(diǎn)火后，火藥燃燒產(chǎn)生的氣體在分離艙體11中膨脹形成壓應(yīng)力，該壓應(yīng)力作用將飛行器本體2和分離艙體11向相互分離的方向推動(dòng)，當(dāng)頸縮部132受到的壓應(yīng)力轉(zhuǎn)化成的拉應(yīng)力超過(guò)其連接強(qiáng)度極限時(shí)被拉斷，與此同時(shí)，飛行器前后級(jí)形成分離，該過(guò)程運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，且分離可靠。本實(shí)施例中，飛行器發(fā)射及飛行過(guò)程中的過(guò)載使分離艙體11主要承受壓應(yīng)力，而連接桿13只承受飛行器兩端的拉應(yīng)力，強(qiáng)度要求較低，故設(shè)置有頸縮部132用于分離時(shí)可靠拉斷；可依據(jù)不同的分離沖量要求調(diào)整藥包組件12中火藥量及連接桿13的頸縮部132的直徑，以達(dá)到可靠分離的目的。

本發(fā)明實(shí)施例提出的飛行器級(jí)間分離裝置1，具有如下特點(diǎn)：

本發(fā)明實(shí)施例提出的飛行器級(jí)間分離裝置1，通過(guò)其連接桿13的前端部131和尾端部133分別與飛行器本體2和分離艙體11可拆卸緊固連接，如此，實(shí)現(xiàn)了飛行器本體2、分離艙體11和飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)3的級(jí)間穩(wěn)定連接；同時(shí)，通過(guò)在連接桿13的前端部131和尾端部133之間一體化設(shè)置用以供分離時(shí)能夠被可靠地拉斷的頸縮部132，并在藥包組件12點(diǎn)火燃燒所產(chǎn)生的氣體膨脹的作用下，飛行器本體2和分離艙體11產(chǎn)生反向運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，當(dāng)頸縮部132被拉斷時(shí)，飛行器本體2與分離艙體11分離，如此，實(shí)現(xiàn)了飛行器級(jí)間的可靠分離；另外，依據(jù)不同的分離沖量要求，可調(diào)整藥包組件12以及調(diào)整頸縮部132的直徑，從而達(dá)到可靠分離的目的；并且，由于分離后飛行器本體2擾動(dòng)時(shí)間短，且分離段殘留較少，因此，分離過(guò)程對(duì)飛行器本體2氣動(dòng)外形影響較小，也就是說(shuō)，該飛行器級(jí)間分離裝置1對(duì)飛行器影響小，且分離沖量可調(diào)；另外，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝配容易。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明實(shí)施例中，上述分離艙體11前端的內(nèi)壁上環(huán)設(shè)有適配于上述飛行器本體2后端形狀的沉槽110，上述飛行器本體2后端容置于該沉槽110內(nèi)并形成定位，即分離艙體11前端套住飛行器本體2后端，同時(shí)，分離艙體11后端設(shè)置有適配于上述飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)3前端形狀的容置槽1100，該分離艙體11后端通過(guò)容置槽1100套住飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)3前端，如此，保證了分離艙體11連接可承受較大彎矩和剪力作用，保證了分離艙體11連接的穩(wěn)定可靠。當(dāng)然，根據(jù)實(shí)際情況和具體需求，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，還可通過(guò)其他方式來(lái)保證分離艙體11連接的穩(wěn)定可靠，此處不作唯一限定。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明實(shí)施例中，上述分離艙體11具有供上述藥包組件12點(diǎn)火燃燒的燃燒腔111，該燃燒腔111靠近飛行器本體2后端的位置處設(shè)置有開口，該開口上封蓋有隔板14，該隔板14用于封蓋該開口以隔離燃燒腔111。當(dāng)隔板14封蓋在該開口上時(shí)，該隔板14的外側(cè)貼靠于飛行器本體2的后端面。同時(shí)，隔板14上開設(shè)有可供連接桿13的前端部131穿過(guò)的通孔140，裝配時(shí)，前端部131穿過(guò)該隔板14上的通孔140并伸入飛行器本體2內(nèi)形成固定連接。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明實(shí)施例中，上述燃燒腔111前端的內(nèi)壁上環(huán)設(shè)有適配于上述隔板14的環(huán)槽112，該隔板14的周邊容置于該環(huán)槽112內(nèi)，如此，隔板14的內(nèi)外兩側(cè)分別貼靠環(huán)槽112底面和飛行器本體2的后端面而形成軸向移動(dòng)限位，同時(shí)，隔板14的外周貼靠環(huán)槽112的內(nèi)壁而形成徑向移動(dòng)限位，這樣，保證了隔板14安裝的穩(wěn)定性。另外，隔板14的外周套設(shè)有密封圈15，該密封圈15的外周壁與環(huán)槽112的內(nèi)壁抵緊形成密封，此處，該密封圈15優(yōu)選為O型密封圈，如此，通過(guò)在分離艙體11內(nèi)部的前端裝設(shè)隔板14以及O型的密封圈15，有效阻止了燃燒腔111內(nèi)火藥氣體影響飛行器本體2后端，且保證了分離的穩(wěn)定。具體地，隔板14外周壁開設(shè)有用于部分容置密封圈15的收容槽141，密封圈15收容于該收容槽141內(nèi)并凸出隔板14的外周壁，從而在密封圈15達(dá)到密封作用的同時(shí)，對(duì)密封圈15進(jìn)行限位，增加了密封的可靠性。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明實(shí)施例中，上述連接桿13的前端部131軸截面呈“T”字型，其直徑較小的頂端(即“T”字的豎向部分)外周具有外螺紋，對(duì)應(yīng)地，上述飛行器本體2的后端部具有適配于前端部131的頂端部的螺紋槽20，前端部131的頂端部穿過(guò)上述隔板14的通孔140后伸入螺紋槽20內(nèi)通過(guò)螺紋連接配合形成固定，與此同時(shí)，該前端部131直徑較大的底端(即“T”字的橫向部分)抵接于飛行器本體2的后端面，并且，前端部131直徑較大的底端的直徑不大于通孔140的直徑，該底端容置于通孔140內(nèi)，如此，連接桿13的前端部131與飛行器本體2之間形成可拆卸固定連接，裝配時(shí)，通過(guò)螺紋配合擰入即可，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝配快速方便，且連接可靠。當(dāng)然，根據(jù)實(shí)際情況和具體需求，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，上述連接桿13的前端部131還可通過(guò)其他方式與上述飛行器本體2固定連接，此處不作唯一限定。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明實(shí)施例中，上述分離艙體11的后端部開設(shè)有適配于上述連接桿13的尾端部133的通孔113，該尾端部133穿過(guò)該通孔113并朝向上述飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)3一側(cè)伸出。本實(shí)施例中，尾端部133外周具有外螺紋，通過(guò)螺母16與露出分離艙體11后端的尾端部133外端連接配合形成固定，如此，上述飛行器本體2和分離艙體11在連接桿13的連接作用下形成連接，且其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，連接快速方便、可靠。這樣，在飛行器分離前，連接桿13一端通過(guò)螺紋連接與飛行器本體2相連，另一端通過(guò)螺母16將分離艙體11與該飛行器本體2可靠相連。當(dāng)然，根據(jù)實(shí)際情況和需求，在本發(fā)明其他實(shí)施例中，上述連接桿13的尾端部133還可通過(guò)其他方式鎖緊分離艙體11，此處不作唯一限定。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明實(shí)施例中，上述連接桿13的尾端部133上套設(shè)有一墊圈17，該墊圈17的相對(duì)表面分別與上述分離艙體11的后端面和上述螺母16抵接，即墊圈17夾設(shè)在分離艙體11的底面和螺母16之間，與此同時(shí)，該尾端部133與螺母16的連接處涂設(shè)有硅橡膠(附圖中未畫出)，如此，通過(guò)在連接桿13的尾端部133與螺母16的連接處涂設(shè)硅橡膠，并在尾端部133上套設(shè)墊圈17，從而形成密封，有效地防止了燃燒腔111內(nèi)火藥氣體的泄漏，這樣，保證了分離的可靠性。當(dāng)然，根據(jù)實(shí)際情況和具體需求，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，連接桿13與螺母16的連接處還可通過(guò)其他方式密封，此處不作唯一限定。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明實(shí)施例中，上述藥包組件12可包括火藥包121、點(diǎn)火頭122和點(diǎn)火導(dǎo)線123，其中，火藥包121設(shè)置在上述分離艙體11的燃燒腔111內(nèi)，點(diǎn)火頭122穿設(shè)在分離艙體11的底部并與燃燒腔111內(nèi)的火藥包121連接，點(diǎn)火導(dǎo)線123與點(diǎn)火頭122連接并向分離艙體11后端引出。當(dāng)飛行器接收到分離指令后，該飛行器的控制系統(tǒng)(附圖中未畫出)發(fā)出點(diǎn)火指令，并經(jīng)點(diǎn)火導(dǎo)線123傳至點(diǎn)火頭122，接著，點(diǎn)火頭122對(duì)火藥包121進(jìn)行點(diǎn)火，接著迅速完成分離動(dòng)作。另外，可依據(jù)不同的分離沖量要求調(diào)整該藥包組件12中火藥量，以及調(diào)整連接桿13的頸縮部132的直徑，以達(dá)到可靠分離的目的。當(dāng)然，根據(jù)實(shí)際情況和具體需求，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，上述藥包組件12還可為其他的組成形式，此處不作唯一限定。

基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明實(shí)施例提出的飛行器級(jí)間分離裝置，其連接穩(wěn)定、分離可靠、對(duì)飛行器影響小、分離沖量可調(diào)。該飛行器級(jí)間分離裝置通過(guò)點(diǎn)火藥包在分離艙體11的燃燒腔111內(nèi)產(chǎn)生火藥氣體形成壓力推動(dòng)飛行器前后級(jí)間分離，其運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定且分離可靠；另外，通過(guò)隔板14、密封圈15和墊圈17起密封保護(hù)作用，通過(guò)連接桿13及分離艙體11保證連接可靠。

以上所述實(shí)施例，僅為本發(fā)明具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到各種等效的修改、替換和改進(jìn)等等，這些修改、替換和改進(jìn)都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。