[发明专利]一种航天用火工部件分离多级缓冲装置

权利要求书

1.一种航天用火工部件分离多级缓冲装置，其特征在于：在抛片(1)与插头(12)之间固定安装钢索部件与组合式缓冲部件；所述钢索部件与抛片(1)固定连接；所述组合式缓冲部件与插头(12)固定连接；

所述钢索部件包括缓冲橡胶结构(2)、转轴(3)、钢环(4)、U形钢索(5)和活塞杆(6)；钢环(4)固定安装在抛片上，转轴(3)与U形钢索(5)连接，内部留有使得U形钢索(5)能够绕钢环(4)摆动的空间；活塞杆(6)与转轴(3)活动连接，绕转轴(3)自由摆动；

所述组合式缓冲部件包括活塞筒(7)、橡胶缓冲垫(8)、第一缓冲部件(9)、吸能部件(10)、第二缓冲部件(11)；

所述活塞筒(7)为中空、一端开口结构，所述活塞筒(7)固定安装在插头(12)上；橡胶缓冲垫(8)布置在活塞筒(7)的内壁上；活塞杆(6)插入活塞筒(7)中；所述第一缓冲部件(9)和吸能部件(10)固定安装在活塞筒(7)内部；

所述第一缓冲部件(9)在吸能部件(10)前，第二缓冲部件(11)在吸能部件(10)后；

所述第一缓冲部件(9)与第二缓冲部件(11)结构相同；

吸能部件(10)采用正六边形铝制蜂窝，分离时活塞杆(6)运动带动铝蜂窝两端压缩，铝蜂窝各单胞溃压塑性变形吸收大量冲击能量；

钢索部件在约束相互牵连两物块运动的同时给予两者最大自由度；吸能装置和应力波缓冲装置一体化线性串联在活塞中，相互紧密装配；活塞部件用于给吸能装置与应力波缓冲装置的工作提供空间；

所述第一缓冲部件(9)与第二缓冲部件(11)采用的缓冲环为多层环状结构，每层的钢环之间由硬度较低的铜块交错支撑；该结构延长冲击载荷的传递路径；冲击应力波要经过曲折的弯曲路径传递到有效载荷，通过延长传递路径增加冲击载荷损耗；每一层支撑块与金属环弯曲梁之间均组成一个对接面；在对接面处，会对冲击波有反射、透射作用，当透射的冲击波较小时，对冲击载荷的衰减较大；同时在轴向受力时强度更低的铝蜂窝会先溃压，吸收绝大部分能量使冲击环不会变形压实失去作用。

2.如权利要求1所述的一种航天用火工部件分离多级缓冲装置，其特征在于：单胞长度为1mm、壁厚0.5mm时吸能效果最好，通过控制铝蜂窝的高度来控制吸能量的大小。

3.采用如权利要求1或2所述的装置进行缓冲的方法，其特征在于：

抛片火工分离瞬间获能产生初始速度飞出，抛片所牵连的钢索首先相撞产生冲击，应力波通过活塞杆经过吸能缓冲装置，再通过活塞筒传递到插头；钢索在碰撞时，钢索上覆盖的橡胶套不会降低此次撞击的响应峰值但会过滤掉部分撞击后的低频震荡波，碰撞后抛片继续运动开始拉动活塞杆加速，活塞杆通过与活塞筒带动第一缓冲部件与第二缓冲部件对铝蜂窝进行压缩，蜂窝溃压吸能，直至插头与抛片同速；钢索处冲击产生的应力波通过转轴经活塞杆-第二缓冲部件-铝蜂窝-第一缓冲部件-活塞筒一路衰减传递到插头；

所述缓冲部件的结构能够大大延长冲击载荷的传递路径；冲击应力波要经过曲折的路径传递，增加了冲击载荷损耗；每一层支撑块与金属环弯曲梁之间均组成一个对接面；在对接面处，冲击波有反射、透射作用，当透射的冲击波较小时，对冲击载荷的衰减较大；同时缓冲部件与吸能部件串联组合装配，在轴向受力时强度更低的铝蜂窝会先溃压，吸收绝大部分能量使冲击环不会变形压实进而使应力波传递路径改变，失去缓冲作用。