[发明专利]一种气动式高速投放装置

说明书

技术领域

本发明属于一种飞行器领域，特别涉及一种置于狭窄空间内的气动式高速投放装置，该装置具备夹持和高速投放功能。

背景技术

当前，飞行器发展要求自身具备轻载、隐身、高速等性能，通常需要在飞行过程中依据实际情况将投放物高速投放至地面，如物资、外挂物等。由于高速飞行中空气流动产生的扰流区会对投放物分离过程造成影响，严重的情况可能使投放物无法分离，撞击飞行器本身。所以，投放物必须以一定高的初速度和大的俯仰角投放出去，这就需要一种适用于高速投放的装置。同时，飞行器的隐身特性要求这种投放装置尺寸不能过大，以致暴露目标。总之，一般对这种投放装置的要求是：1、安装在狭窄空间内；2、可产生极大投放力；3、具备一定的分离速度和角度；4、方便夹持投放物。所以需要设计一套尺寸空间较小的机构，以满足投放力和速度、角度要求。但是，尺寸的减小和投放力的产生，获得一定速度和角度，甚至安装夹持之间有着不可回避的矛盾：尺寸减小，尤其是投放冲程的减小必然会影响机构的加速过程，使得投放力难以加速到满意程度；再者，各机构运动副的尺寸减小，机构运动空间少，会导致难以实现所需的角度和分离速度；再次，机构空间的减小势必造成安装夹持不便。

2008年，美国空军实验室的Rudy A. Johnson等人采用了双预紧弹簧提供投放力，投放物由爆炸螺栓支撑，通过螺栓起爆横截面断裂分离的投放方案。这种设计的优点是结构简单，弹簧有预紧力可在短冲程和时间内获得高速度，在分离同时弹簧施加投放力，缺点是爆炸螺栓起爆有一定安全隐患，并且安装后弹簧预紧力调整不方便，不能随时调整投放力大小。另一种主流解决方案是，在投放物表面安装一个释放销，通过另一个气动执行件在投放物安装时夹住释放销，投放中释放销分离，使投放物与气缸分离，同时前后两个气缸推动投放物，使其以一定的投放力和分离速度、角度投放出去。这种设计的优点是使用气动元件可保证投放安全性，避免爆炸螺栓起爆断裂造成安全隐患与时间控制不准确等问题，同时可以通过气动压力调节装置在一定范围内方便调整投放力，然而这种投放方式需要多个气动执行件来完成，尺寸较大，不适于狭窄空间内置安装，而且双气缸投放难以保证同步性，对投放速度和角度影响会较大，尤其是释放销的设计需要改变投放物表面形状，不适合对投放物表面要求高的场合。

发明内容

本发明要解决的技术难题是克服现有技术的缺欠，发明了一种气动式高速投放装置，该装置采用了双活塞杆四气口气缸，改善了投放装置尺寸、投放力等问题之间的矛盾，该装置可以在狭小安装空间和短小行程空间内实现大投放力、高速度和设计角度，并且分离与投放是同时进行的，不需要考虑分离与投放分别控制的问题。本发明将投放装置集成为一体，可以根据所需要的角度进行安装，安装方便，体积小巧，投放物装夹极为便利。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是一种气动式高速投放装置，其特征是，该装置由投放部件Ⅰ和夹持部件Ⅱ组成；所述投放部件Ⅰ由双活塞杆四气口气缸1、上活塞杆2和下活塞杆3组成；所述夹持部件Ⅱ包括：两个同步轴4、两个滚套5、两个弯板6、两个中转轴7、两个下转轴8、两个V型钳9和两个拉伸弹簧10； 

所述投放部件Ⅰ中的双活塞杆四气口气缸1有上气孔A、下气孔B，在中部有上中气孔C和下中气孔D；上活塞杆2穿过下活塞杆3的中心孔，上活塞杆2和下活塞杆3安装在双活塞杆四气口气缸1的内腔中；下活塞杆3的末端呈四棱锥台型，在四棱锥台左右两侧的斜面上分别各开有一条沟槽E；

所述夹持部件Ⅱ中的两个弯板6的中部分别通过固定在双活塞杆四气口气缸1下端的两个中转轴7与双活塞杆四气口气缸1下端铰接，构成杠杆机构；两个同步轴4分别安装在两个弯板6上部的圆柱通孔中，两个滚套5分别安装在两个同步轴4的外圈，两个滚套5分别在下活塞杆3末端锥台左右表面上的两个沟槽E中滚动，从而带动两个同步轴4运动和两个弯板6转动；两个V型钳9分别通过两个下转轴8铰接在两个弯板6的下端；两个拉伸弹簧10分别安装在两个同步轴4两端伸出的挂钩上。

本发明的有益效果是，投放装置中采用一种双活塞杆四气口气缸，利用高压气体的压力施加投放力，通过调整气体的压力大小调整投放力大小，投放力易于控制。使用两个V型钳，使装置对投放物的形状要求降低，投放物外形可以是方块状或是圆棒形，投放物装夹极为便利。

附图说明