[发明专利]一种高速物体柔性捕获装置及捕获方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高速物体的柔性捕获装置及捕获方法，属于高速物体的柔性捕获技术领域。

背景技术

在航天器、航空器上，广泛使用弹射类火工品。弹射火工品在工作时会产生弹射分离物，这些分离物通常具有0m/s～50m/s的速度，高速分离物有时候会危及其它设备的安全，需要对其捕获或回收。常用的高速分离物捕获方法主要是在结构设计上采取限位措施(如限位凸台、限位钢丝绳等)，或者刚性吸能捕获装置(如铝蜂窝等吸能材料吸能、结构膨胀等材料塑性变形吸能等)。

现有的技术在某些应用场合有局限性，主要表现在：

1)采用刚性结构，需占据固定的空间，在某些需要利用分离物运动方向的应用场合具有局限性；

2)采用限位装置的捕获装置，在活塞运动方向上占用了部分空间，空间利用率低；

3)现有的技术多采用刚性材料，质量重，冲击大，适合回收小型分离物。

发明内容

发明解决的技术问题为：克服现有技术不足，本发明是一种高速物体的柔性捕获装置及捕获方法，采用柔性材料，重量轻，不占用固定空间位置，分离物与被加速物体可在同一方向运动，空间利用率高，可以回收较大型高速分离物。

本发明目的通过如下技术方案予以实现：

一种高速物体柔性捕获装置，包括：捕获包体(1)、横向加强带(2)、纵向加强带(3)、撕裂式吸能装置(4)；

捕获包体(1)为空心柱状，捕获包体(1)的一端封闭，形成包底；捕获包体(1)的另一端开口，形成包口；

捕获包体(1)为柔性材料，横向加强带(2)为多根，横向加强带(2)平行于捕获包体(1)的端面布置，且在捕获包体(1)侧壁外均匀分布，并缝合在捕获包体(1)上；纵向加强带(3)为多根，纵向加强带(3)缝合在捕获包体(1)上，且与横向加强带(2)垂直，纵向加强带(3)在捕获包体(1)侧壁外均匀分布；

撕裂式吸能装置(4)为纵向加强带(3)的延伸，局部折叠后，在折叠位置用缝线缝纫，形成吸能缝合部(6)，撕裂式吸能装置(4)端头形成连接环套(5)；

捕获包体(1)置于一个加速容腔内，加速容腔内形成分离物的运动通道，被加速体位于捕获包体(1)内；

加速容腔为柱形腔体，柱形腔体的一端封闭，另一端开口，将高速物体柔性捕获装置置于加速容腔内，撕裂式吸能装置的连接环套(5)与加速容腔的开口位置的固定点连接，捕获包体(1)的包底与加速容腔的封闭一端之间设置有分离物，柱形腔体的封闭一端内设置有能够爆炸的火工品；

即在外力作用下，分离物高速运动，推动被加速体加速，分离物进入捕获包体(1)内，当纵向加强带(3)张紧后，撕裂式吸能装置(4)上的吸能缝合部(6)撕裂，吸收分离物动能，降低分离物速度；当撕裂式吸能装置(4)上的吸能缝合部(6)完全撕裂后，分离物的剩余动能被捕获包纵向加强带(3)吸收，分离物被捕获包完全捕获，被加速体与柔性捕获装置分离，被加速体继续飞行，柔性捕获装置工作完成。

横向加强带(2)、纵向加强带(3)、撕裂式吸能装置(4)为柔性带类纺织品。

捕获包体(1)为柔性材料制成。

一种高速物体柔性捕获方法，步骤如下：

(1)将捕获包体(1)置于分离物的运动通道上，位于分离物和被加速体之间，被加速体放置在捕获包体(1)内，捕获包的连接环套(5)与固定点连接；

(2)在外力作用下，分离物迅速加速，推动被加速体加速运动。由于捕获包体(1)位于分离物运动通道上，所以分离物运动时进入捕获包体(1)，当纵向加强带张紧时，捕获包体(1)拦阻分离物，被加速体继续运动；；

(3)在分离物惯性力作用下，撕裂式吸能装置(4)的吸能缝合部(6)逐渐撕裂打开，吸收分离物动能，为分离物减速，直至撕裂式吸能装置(4)的吸能缝合部(6)完全撕裂打开，随后纵向加强带承受分离物剩余速度的冲击，将分离物减速到零，即被柔性捕获装置捕获，被加速体继续运动，柔性捕获装置工作完成。

本发明与现有技术相比的有益效果为：

(1)本发明使用柔性材料，占用体积小，重量轻，可回收较大型高速分离物，可以作为航空航天器分离物捕获回收的一种手段，提高系统安全性；

(2)本发明无多余物，无分离物，无污染，无噪声，安全性好；

(3)本发明用撕裂式吸能装置吸收分离物动能，冲击小。

附图说明

图1为本发明基本组成示意图；

图2(a)、2(b)、2(c)为本发明分离物捕获过程示意图；