[实用新型]火工分离用降冲击分离装置

说明书

本实用新型公开了一种火工分离用降冲击分离装置，包括：作为连续介质的安装部件，用于设置在待分离装置和火工装置间，所述安装部件的中部开设有若干孔，每个所述孔的中心线垂直于火工冲击路径方向；和若干粒子部件，每个所述粒子部件均插装固定于所述孔中，且其封闭壳体内填充有作为非连续介质的粒子。通过建立连续‑非连续介质接触模型，并考虑长程力特性和“边界效应”基于键作用的近场动力学方法，并应用该模型分析火工分离装置的降冲击效果，该降冲击装置能够在附加质量较小的基础上，即可获得较为明显的降冲击效果，从而确保火工分离结构连接刚度和基频满足设计要求。

技术领域

本发明首要的提出了应力波在颗粒系统中的能量耗散原理，并基于该原理用于火工分离缓冲技术领域，具体涉及一种火工分离用降冲击装置。

背景技术

颗粒材料在爆炸、冲击载荷作用下的动态力学行为一直是学术界关注的热点话题之一，颗粒系统与容器壁之间的相互作用是影响颗粒行为的重要部分，但目前少见研究，颗粒系统与容器壁之间发生点接触或微小面接触，且颗粒系统是几何高度非线性体，容器壁与颗粒系统接触间，冲击从连续介质向非连续介质传播过程中，应力波波振面的改变、颗粒系统的破坏与重构对降冲击效果具有重要影响。

火工分离装置的类型很多，可以根据需要设计成任意形式的装置。目前，在卫星、导弹和运载火箭上使用的火工分离装置，按使用功能可分为解锁装置、作动装置和切割装置等。火工分离冲击是需要经受的最为严苛的力学环境之一，火工品爆炸瞬间会产生大量级的高频冲击载荷，这样的冲击载荷会在卫星上引起瞬间的宽频高量级的加速度响应。特别是，火工分离过程中高频冲击载荷对航天器上的精密电子设备和微机电设备产生危害。

现有技术中，在航空航天工程领域，通常把对冲击敏感的元器件布置在远离火工冲击面较远的位置，通过延长冲击传递路径来衰减冲击强度。但是由于内部空间有限，分离结构降冲击能力有限，该方法很难减小大量级的冲击响应；除此之外，在工程实践中，在分离结构连接界面增加缓冲垫、缓冲孔，或者在复杂构型中增加缓冲块的方法来衰减冲击载荷，但是这种技术往往会大大降低火工分离结构的连接刚度和系统整体稳定性，增大装配难度。也就是说，仅通过延长冲击传递路径或者增加缓冲孔等办法，均无法明显降低大量级的冲击响应。

有鉴于此，亟待针对现有火工分离降冲击技术进行优化设计，有效降低大量级的冲击响应。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种火工分离用降冲击分离装置，通过建立连续-非连续介质接触模型，并考虑长程力特性和“边界效应”基于键作用的近场动力学方法，并应用该模型分析火工分离装置的降冲击效果，该降冲击装置能够在附加质量较小的基础上，即可获得较为明显的降冲击效果，从而确保火工分离结构连接刚度和基频满足设计要求。

本发明提供的火工分离用降冲击分离装置，包括：作为连续介质的安装部件，用于设置在待分离装置和火工装置间，所述安装部件的中部开设有若干孔，每个所述孔的中心线垂直于火工冲击路径方向；和若干粒子部件，每个所述粒子部件均插装固定于所述孔中，且其封闭壳体内填充有作为非连续介质的粒子。

优选地，所述安装部件的横截面具有中部竖直段，其上下两端分别用于与待分离装置和火工装置固定连接，若干所述孔设置在所述中部竖直段上。

优选地，所述安装部件整体呈圆环形或多边形。

优选地，每个所述粒子部件中所述粒子的半径r应满足以下公式：

式中：

d_i为所述粒子部件插装孔的圆心沿火工冲击路径方向至所述安装部件的分离面的距离；

D为垂直于火工冲击路径所形成的面的中心至所述粒子部件的距离；

R为所述孔半径，并满足：R≤d_i/2；