[发明专利]航天器设备冲击防护装置

说明书

本发明提供了一种航天器设备冲击防护装置，用于对航天器的火攻爆炸冲击进行防护，包括：主架结构和托架结构，其中，主架结构和托架结构均为金属骨架，设备被安装在托架结构上，主架结构与托架结构之间、主架结构与航天器的舱体结构之间以及设备与托架结构之间均通过螺栓刚性连接。因此，通过本发明的设备冲击防护装置，可以保证设备安装时的精度，使设备经历冲击环境后的安装精度得到保证，并且通过调整冲击防护装置的肋片数量及位置，可以适应不同重量设备的冲击防护要求。

技术领域

本发明涉及一种航天器设备冲击防护装置，特别是针对航天器上有高安装精度要求的设备，对航天器火工装置爆炸冲击进行防护的装置。

背景技术

航天器上广泛采用了火工分离装置，用来完成连接与释放、切割与破碎等功能。火工装置爆炸分离会在瞬时激起高频响高过载的振动级，冲击谱峰值响应频率在10kHz以上，冲击幅值高达10000-30000g，持续时间为毫秒级，对火工装置附近的电子仪器设备上的晶体和陶瓷材料有严重的破坏作用。

根据2001年第52届国际宇航大会论文“Isolation of sensitiveinstrumentation-platforms against very high pyrotechnic shock in launchvehicles(译为：运载火箭上敏感设备平台对高量级爆炸冲击的隔离)”报道，美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration，以下简称为NASA)和欧洲航空防务与航天公司(European Aeronautic Defense and Space Company，以下简称为EADS)针对航天器设备冲击防护采用图1设计。如图1所示，在连接界面两端安装硅橡胶垫片，并在安装螺栓外部设置热缩套管，构成设备与安装支架间的弹性隔离，实现对冲击载荷的缓冲。该方式在阿里安-5火箭上面级上得到大量应用，并取得良好效果。

在2007年《宇航学报》的28卷6期中，文献“粘弹阻尼减振在导弹隔冲击结构中的应用”提出了一种应用粘弹阻尼材料的缓冲器，用于设备对导弹的火工分离冲击载荷进行防护，其设计如图2所示，设备安装在隔板上，隔板通过粘弹性材料与安装支座弹性隔离，实现对由支座传递而来的冲击载荷进行隔离，试验表明该设计具有良好的隔冲击效果。

然而，上述两种类型的设备冲击防护设计均以具有较大阻尼的橡胶或粘弹性材料作为冲击隔离缓冲器的弹性阻尼元件，应用于有高安装精度要求设备的冲击隔离时有以下两点不足：

1)缓冲器对安装设备形成弹性隔离，难以保证设备安装精度；

2)弹性元件具有材料非线性，高量级冲击载荷衰减后，设备相对初始位置发生无法预计的位移，设备经历冲击后安装精度无法保证。

因此，为对有安装精度要求的设备进行冲击防护，急需一种不仅可以大幅降低冲击载荷同时亦能保证设备安装精度的冲击防护装置。

发明内容

针对现有技术中弹性阻尼元件缓冲器无法保证设备安装精度的问题，本发明提出了一种航天器设备冲击防护装置，对航天器的火工爆炸冲击进行防护，在高效隔离冲击载荷的同时保证设备的安装精度，并可通过对冲击防护装置进行简单结构调整可以适应一定范围内不同重量与尺寸设备的冲击防护需求。

本发明提供了一种航天器设备冲击防护装置，用于对航天器的火攻爆炸冲击进行防护，包括：主架结构和托架结构，其中，主架结构和托架结构均为金属骨架，设备被安装在托架结构上，主架结构与托架结构之间、主架结构与航天器的舱体结构之间以及设备与托架结构之间均通过螺栓刚性连接。