本發(fā)明涉及一種大直徑拉壓解耦融合式線式分離裝置，屬于航天器結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、線式分離裝置以其連接剛度強(qiáng)、承載能力大、分離同步性好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于運(yùn)載火箭級(jí)間以及運(yùn)載火箭與有效載荷之間的連接分離，但是隨著我國(guó)運(yùn)載火箭運(yùn)載能力的日益增長(zhǎng)，火箭殼體所承受的載荷也越來越大，傳統(tǒng)線式分離裝置往往不能適應(yīng)日益嚴(yán)酷的載荷環(huán)境，軸壓與軸拉耦合作用下的分離裝置在分離面等薄弱位置極易發(fā)生失效甚至破壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：克服大直徑運(yùn)載火箭超大軸壓載荷下級(jí)間分離裝置的研制難題，提出了一種大直徑拉壓解耦融合式線式分離裝置，解決了大直徑、超大軸壓載荷下分離裝置承載與分離性能不能兼顧的問題。

2、本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

3、一種大直徑拉壓解耦融合式線式分離裝置，包括分離半環(huán)、內(nèi)支撐保護(hù)罩、起爆器座、防護(hù)填塊、聚能切割索組件、起爆器；

4、分離半環(huán)為180°的半環(huán)結(jié)構(gòu)，橫截面為工字型，上下端面分別連接運(yùn)載火箭的兩級(jí)；分離半環(huán)在背離聚能切割索組件的表面進(jìn)行局部削弱；

5、內(nèi)支撐保護(hù)罩為整環(huán)結(jié)構(gòu)，橫截面為凸字型，其上設(shè)有兩個(gè)起爆器座安裝孔，每個(gè)起爆器座安裝孔內(nèi)安裝一個(gè)起爆器座；起爆器座用于容置起爆器；內(nèi)支撐保護(hù)罩的凸出部上設(shè)有裝藥槽，用于容置傳爆橡膠護(hù)套；內(nèi)支撐保護(hù)罩與分離半環(huán)連接，使凸出部抵住分離半環(huán)且凸出部與分離半環(huán)的局部削弱位置相對(duì)應(yīng)；

6、防護(hù)填塊為十字架型，通過自身的支耳分別連接兩個(gè)分離半環(huán)，用于填充分離半環(huán)裝配組合后兩個(gè)半環(huán)之間的縫隙；

7、聚能切割索組件包括聚能切割索、傳爆雷管、傳爆橡膠護(hù)套和t型傳爆組件，四段聚能切割索首尾連接形成四個(gè)交點(diǎn)，其中一對(duì)相對(duì)的交點(diǎn)通過傳爆雷管連接，另一對(duì)相對(duì)的交點(diǎn)通過傳爆雷管和t型傳爆組件連接；聚能切割索安裝在傳爆橡膠護(hù)套內(nèi)，分離時(shí)，起爆器點(diǎn)燃t型傳爆組件，t型傳爆組件通過傳爆雷管。

8、本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果：

9、(1)本發(fā)明裝置適用于大直徑、超大軸壓載荷的線式分離裝置，適用于新一代大型運(yùn)載火箭的級(jí)間分離，解決了大直徑、超大軸壓載荷下分離裝置承載與分離性能不能兼顧的問題，不僅連接剛度大、承載能力強(qiáng)，能夠提供高強(qiáng)的連接界面，而且分離可靠性高。

10、(2)本發(fā)明融合式的拉壓解耦結(jié)構(gòu)通過適應(yīng)載荷分布的整體式保護(hù)罩承載較為嚴(yán)酷的軸壓載荷，在保證分離防護(hù)功能的同時(shí)，具備很強(qiáng)的承載能力和整體剛度，通過工字型截面與連接螺栓承載軸拉載荷，實(shí)現(xiàn)拉壓解耦，提供高承載線式分離裝置設(shè)計(jì)方案，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，承載能力強(qiáng)。另外，每隔一定角度設(shè)置網(wǎng)格窗口能夠在有效保證結(jié)構(gòu)承載能力的同時(shí)極大減輕結(jié)構(gòu)重量，增強(qiáng)運(yùn)載火箭整體運(yùn)輸效率。

11、(3)本發(fā)明裝置克服了運(yùn)載火箭工作過程中巨大溫差變化導(dǎo)致的殼體尺寸膨脹以及傳爆不可靠等問題，創(chuàng)新設(shè)計(jì)了一種組合式的切割索布局，大大提高了切割索裝置的安裝簡(jiǎn)易性、環(huán)境適應(yīng)性以及分離可靠性。

12、(4)本發(fā)明采用組合式的切割索布局結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)運(yùn)載火箭殼體大溫差變化產(chǎn)生的尺寸膨脹和傳爆間隙變化，分段式聚能切割索具備高可靠的傳爆與分離功能。

13、(5)本發(fā)明裝置通過保護(hù)罩與分離殼體分別承載軸壓以及軸拉載荷的拉壓解耦設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)在復(fù)雜嚴(yán)酷工況下的載荷重新分配，使得裝置整體承載能力顯著提高。

14、(6)本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、分離性能可靠、承載能力強(qiáng)、連接剛度大、重量輕、安裝便捷，適用于大直徑、超大軸壓載荷下運(yùn)載火箭的級(jí)間連接與分離。

技術(shù)特征：

1.一種大直徑拉壓解耦融合式線式分離裝置，其特征在于，包括分離半環(huán)、內(nèi)支撐保護(hù)罩、起爆器座、防護(hù)填塊、聚能切割索組件、起爆器；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大直徑拉壓解耦融合式線式分離裝置，其特征在于，分離半環(huán)采用鋁合金材料制成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大直徑拉壓解耦融合式線式分離裝置，其特征在于，分離半環(huán)的工字型橫截面按照負(fù)公差控制高度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大直徑拉壓解耦融合式線式分離裝置，其特征在于，每隔2°在分離半環(huán)上設(shè)置兩個(gè)網(wǎng)格窗口，在有效保證承載能力的同時(shí)極大降低分離半環(huán)重量。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大直徑拉壓解耦融合式線式分離裝置，其特征在于，內(nèi)支撐保護(hù)罩采用鋁合金材料制成。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大直徑拉壓解耦融合式線式分離裝置，其特征在于，按照正公差控制內(nèi)支撐保護(hù)罩高度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大直徑拉壓解耦融合式線式分離裝置，其特征在于，每隔2°在內(nèi)支撐保護(hù)罩上設(shè)置兩個(gè)不貫通的網(wǎng)格窗口，能夠在有效保證內(nèi)支撐保護(hù)罩承載能力與整體剛度的同時(shí)極大減輕重量。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大直徑拉壓解耦融合式線式分離裝置，其特征在于，起爆器座采用鋼材制成。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大直徑拉壓解耦融合式線式分離裝置，其特征在于，起爆器座在起爆器端設(shè)置六方，通過六方施加與內(nèi)支撐保護(hù)罩的安裝力矩。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大直徑拉壓解耦融合式線式分離裝置，其特征在于，解鎖時(shí)，安裝在起爆器座上的起爆器點(diǎn)燃t型傳爆組件，t型傳爆組件通過傳爆雷管點(diǎn)燃聚能切割索，聚能切割索間通過傳爆雷管傳爆，聚能切割索工作時(shí)在聚能角位置形成高速高溫高壓聚能射流、爆轟波與高壓燃?xì)?，射流?huì)侵徹切割分離半環(huán)殼體，完成部分殼體的切割分離，隨后爆轟波與高壓燃?xì)庾饔糜谖捶蛛x殼體上徹底將殼體分開。

技術(shù)總結(jié)
一種大直徑拉壓解耦融合式線式分離裝置，由分離環(huán)、內(nèi)支撐保護(hù)罩、起爆器座、聚能切割索組件、連接緊固件、起爆器等組成，保護(hù)罩內(nèi)裝聚能切割索，起爆器通過傳爆組件將爆轟能量傳遞到切割索主裝藥后，藥型罩受爆轟波驅(qū)動(dòng)形成金屬射流，對(duì)分離環(huán)進(jìn)行切割分離。本發(fā)明通過分離環(huán)以及內(nèi)支撐保護(hù)罩的公差控制將彈體傳遞的高量級(jí)載荷拉壓解耦，給出了一種大直徑拉壓解耦融合式線式分離裝置，該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、分離性能可靠、承載能力強(qiáng)、連接剛度大、重量輕、安裝便捷等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：劉保華,曲展龍,侯金瑛,馮麗娜,李辰,孫璟,胡振興,赫志亮,鄢東洋,陳楷
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京宇航系統(tǒng)工程研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2