[发明专利]一种航天用火工部件分离多级缓冲装置

说明书

本发明公开的一种航天用火工部件分离多级缓冲装置，属于航天分离技术领域。本发明在抛片与插头之间安装钢索部件与活塞式组合缓冲部件；所述钢索部件与抛片连接，包括缓冲橡胶结构、转轴、钢环、U形钢索和活塞杆；钢环固定安装在抛片上，与U形钢索相套，有足够空间使得U形钢索与钢环能够自由活动；活塞杆可绕转轴与U形钢索径向转动；所述活塞式组合缓冲部件与插头连接，包括活塞杆、活塞筒、橡胶缓冲垫、缓冲部件、吸能部件。活塞筒固定安装在插头上；橡胶缓冲垫紧贴活塞筒内壁，缓冲部件与吸能部件固定安装在活塞筒与活塞杆之间。本发明能够降低在分离时被牵连物体冲击响应峰值，缩短响应衰减时间，进而提升航天器运行安全。

技术领域

本发明涉及一种航天用火工部件分离多级缓冲装置，属于航天分离技术领域。

背景技术

火工作动装置是指通过爆炸产生的高压气体推动机构实现要求动作的火工装置。通常火工作动装置用于有特殊要求的分离面上，其使用的机构类型不同，完成的动作也各不相同。相较于其他的作动装置，火工作动机构具有质量更轻，体积更小，可靠性更高等特点。

火工分离前靠近爆炸点的航天件如抛片等，工程人员往往会在其上设计安装牵连装置与其他航天件相连。在分离时，抛片瞬时获得极大动能并开始带动所牵连的插头，直至插头分离，此加速过程通常在几毫秒内完成，现有的牵连装置，往往由于牵连拖拽结构的限制无法充分发挥缓冲装置的效果，分离过程中牵连装置会传递极大的应力波，被带动的航天件也会产生非常大的冲击响应，过大的冲击响应会影响航天仪器的正常使用，甚至会导致关键部件变形，严重影响了火工分离效率与航天器安全。

铝蜂窝结构作为一种多孔材料，具有良好的能量吸收能力、较高的比强度和比刚度，因此，被作为轻质材料和能量吸收构件在航天领域得到大量应用，但在牵连装置中由于结构的限制，几乎没有被用到。

发明内容

为了解决现有航天火工分离牵连装置在分离时被牵连物体冲击响应峰值过高，响应衰减时间过长，进而影响航天器运行安全的问题。本发明的目的主要是提供一种航天用火工部件分离多级缓冲装置，能够降低在分离时被牵连物体冲击响应峰值，缩短响应衰减时间，进而提升航天器运行安全。

本发明的目的是通过下式技术方案实现的。

本发明公开的一种航天用火工部件分离多级缓冲装置，在抛片与插头之间固定安装钢索部件和活塞式组合缓冲部件；所述钢索部件与抛片固定连接；所述活塞式组合缓冲部件与插头固定连接；

所述钢索部件包括缓冲橡胶结构、转轴、钢环、U形钢索和活塞杆；钢环固定安装在抛片上，转轴与U形钢索连接，内部留有使得U形钢索能够绕钢环摆动的空间。活塞杆与转轴活动连接，绕转轴自由摆动。

所述活塞缓冲部件包括活塞杆、活塞筒、橡胶缓冲垫、第一缓冲部件、吸能部件和第二缓冲部件。

所述活塞筒为中空、一端开口结构，所述活塞筒固定安装在插头上；橡胶缓冲垫布置在活塞筒的内壁上；活塞杆插入活塞筒中；所述第一缓冲部件、吸能部件和第二缓冲部件固定安装在活塞筒内部。

所述第一缓冲部件在吸能部件前，第二缓冲部件在吸能部件后。

所述第一缓冲部件与第二缓冲部件结构相同，即本发明中缓冲部件的数量大于1个。

作为优选，吸能部件采用正六边形铝制蜂窝，分离时活塞杆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。作为进一步优选，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。

作为优选，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；活塞部件给吸能装置与应力波缓冲装置的工作提供空间。