CN103350754B - 一种气动式外挂载荷的投放装置 - Google Patents

Abstract

本发明一种气动式外挂载荷的投放装置属于飞行器领域，涉及一种气动式外挂载荷的投放装置，该装置可实现外挂载荷的挂载和投放功能。该装置由悬挂部件和投放部件组成；所述悬挂部件由爆炸螺栓、挂架、定位垫块、固定板、电木垫块、螺栓和紧固螺钉组成；所述投放部件由具有锁紧功能的气缸、活塞杆、顶杆、气缸固定架、细螺栓、固定板、导向销和挂架组成。该装置采用爆炸螺栓挂载外挂载荷，外挂载荷与爆炸螺栓分离后，外挂载荷在气缸活塞杆连接的顶杆的作用，绕导向销转动，直至具有一定的俯角和角速度，此时外挂载荷脱离导向销，实现与投放装置的分离。此装置占用的空间小，完成投放动作的时间短，悬挂和投放的环节少，抗干扰能力强，可靠性高。

Description

一种气动式外挂载荷的投放装置

技术领域

本发明属于飞行器领域，涉及一种气动式外挂载荷的投放装置，该装置可实现外挂载荷的挂载和投放功能。

背景技术

飞行器性能的发挥主要依靠飞行器自身及其所携带的有效载荷的功能。在飞行器各类有效载荷的安装方式中，外挂式安装通常是将有效载荷通过挂架装载于飞行器机腹下部、机翼下部等位置，这种安装方式基本不受空间限制，具有可携带大质量、大体积载荷的重要优势。根据飞行器的飞行需要以及有效载荷在特定场合对载机的运行安全的影响，需要在特定时间和条件下将其投放，实现外挂载荷与飞行器安全分离。目前，飞行器外挂载荷的投放分离主要采用三种方案：导轨式投放、自由式投放、弹射式投放。其中，导轨式投放的基本实现方式是将载荷安装于飞行器表面的导轨上，分离时载荷发动机启动，依靠自身的推力实现分离，不适用于没有动力装置的外挂载荷分离；自由式投放的基本实现方式是在分离过程中去除挂载约束，使其依靠重力实现分离，该方式仅适用于大质量载荷在特定飞行条件下的投放过程；对于质量较轻且没有动力装置的外挂载荷，因其重力往往会小于气流所施加的升力，只能采用弹射式投放方案。根据弹射力力源的不同，弹射式投放主要可以分为机械式、气动式、液压式、电磁式等。使用机械式实现投放，其外挂载荷分离瞬间的运动参数很难实现可控。使用液压式实现投放，其结构较复杂，相应速度相对较慢，又会大幅增加载机重量。使用电磁式投放，在电磁环境复杂场合中容易发生故障。使用气动式投放，又依据压缩气体来源的不同分为“冷”式投放和“热”式投放。“热”式投放依靠燃烧方式所产生的高压燃气作为动力源，实现投放机构的动作与复位，完成投放过程，然而瞬间点燃高压燃气的冲击可能会对飞行物自身产生振动；而“冷”式投放的动力来自贮气罐中的高压空气或氮气，通过电磁阀进行控制，具有较高的安全性，较快的响应速度，较强的抗干扰能力和占用较小的空间体积等优点。

发明内容

本发明要解决的技术难题是克服现有技术的缺陷，发明一种气动式外挂载荷的投放装置，该装置具有对质量较轻且没有动力装置的外挂载荷的挂载和投放功能。该装置采用爆炸螺栓挂载外挂载荷，外挂载荷与爆炸螺栓分离后，外挂载荷在气缸活塞杆连接的顶杆的作用，绕导向销转动，直至具有一定的俯角和角速度，此时外挂载荷脱离导向销，实现与投放装置的分离。

本发明采用的技术方案如下：一种气动式外挂载荷的投放装置，其特征是：该装置由悬挂部件和投放部件组成；所述悬挂部件由爆炸螺栓9、挂架8、定位垫块10、固定板6、电木垫块11、螺栓12和紧固螺钉13组成；所述投放部件由具有锁紧功能的气缸1及其活塞杆2、顶杆3、气缸固定架4、细螺栓5、固定板6、导向销7和挂架8组成；所述悬挂部件中，电木垫块11位于固定板6的上表面，定位垫块10位于固定板6的下表面，挂架8位于定位垫块10的下表面；挂架8的上表面与定位垫块10的下表面粘结；电木垫块11有凸台，爆炸螺栓通孔A分别由电木垫块11、固定板6、定位垫块10和挂架8的通孔组成，爆炸螺栓9穿过爆炸螺栓通孔A，爆炸螺栓（9）的下部拧入外挂载荷；电木垫块11凸台的四个侧面的中心位置各有一个螺纹通孔，四个紧固螺钉13分别拧入这四个孔中，四个紧固螺钉13的底部与爆炸螺栓9接触，拧紧四个紧固螺钉13使爆炸螺栓9相对于电木垫块11固定；电木垫块11位于固定板6的上表面，定位垫块10位于固定板6的下表面，定位垫块10嵌入固定板6下表面的定位槽内；螺栓固定孔B分别由电木垫块11和固定板6的通孔以及定位垫块10的螺纹孔组成，螺栓12穿过螺栓固定孔B的通孔部分并旋入螺纹孔部分拧紧，螺栓12将电木垫块11、固定板6和定位垫块10固定；爆炸螺栓9分为上下两个部分，在两部分之间填充有炸药，上部分无螺纹，下部有螺纹，将爆炸螺栓9的下部拧入外挂载荷，外挂载荷相对于爆炸螺栓9固定；当对爆炸螺栓9通以电控信号后，带有螺纹的下部分与上部分断裂分离，外挂载荷与爆炸螺栓9脱离；所述投放部件中，气缸固定架4位于固定板6上表面；细螺栓固定孔C由气缸固定架4的通孔和固定板6上的螺纹孔组成；细螺栓5穿过细螺栓固定孔C，将气缸固定架4固定在固定板6上；具有锁紧功能的气缸1通过其螺纹部分固定在气缸固定架4的大螺纹孔中；活塞杆2沿具有锁紧功能的气缸1的轴线方向运动，活塞杆2通过其螺纹部分与顶杆3的螺纹孔相连，顶杆3随活塞杆2一同运动；挂架8在顶杆3所在位置开有通孔，顶杆3的细长端从挂架8的孔中伸出；导向销7安装在挂架8后部的销孔中。

爆炸螺栓9通电后，上下部分爆炸断开并分离，顶杆3作用在外挂载荷上，使外挂载荷在导向销7的约束下，绕导向销7向下转动，直到外挂载荷的轴线与投放装置的平面在竖直平面上的投影呈一定的角度，此时外挂载荷脱离导向销7，外挂载荷与投放装置的分离，实现外挂载荷具有一定俯角和角速度的投放。

本发明的效果和益处是：一种气动式外挂载荷的投放装置通过爆炸螺栓稳定挂载外挂载荷，并通过爆炸螺栓分离，气缸活塞杆带动顶杆运动和导向销的约束作用，实现外挂载荷的投放。此装置占用的空间小，完成投放动作的时间短，悬挂和投放的环节少，抗干扰能力强，可靠性高，并能够实现外挂载荷具有一定俯角和角速度的投放。

附图说明

图1是一种气动式外挂载荷的投放装置的主视图剖视图，图2是一种气动式外挂载荷的投放装置主视图，图3是一种气动式外挂载荷的投放装置的左视图，图4是一种气动式外挂载荷的投放装置的俯视剖视图，图5是一种气动式外挂载荷的投放装置的仰视图。其中：A-爆炸螺栓通孔，B-螺栓固定孔，C-细螺栓固定孔；1-具有锁紧功能的气缸，2-活塞杆，3-顶杆，4-气缸固定架，5-细螺栓，6-固定板，7-导向销，8-挂架，9-爆炸螺栓，10-定位垫块，11-电木垫块，12-螺栓，13-锁紧螺钉。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。一种气动式外挂载荷的投放装置的工作原理是使用爆炸螺栓9作为外挂载荷的固定件，爆炸螺栓9在接收到投放信号的瞬间从中部爆炸断开，外挂载荷与投放装置瞬间分离；外挂载荷的投放动作由具有锁紧功能的气缸1和固定在挂架8上的导向销7完成，外挂载荷与爆炸螺栓9分离后，后端挂在导向销7上，受导向销7的约束，投放信号同时控制高速电磁换向阀换向，对具有锁紧功能的气缸1的锁紧孔和正向气孔充气，使具有锁紧功能的气缸1的活塞杆2带动顶杆3高速伸出，顶杆3的细端作用在外挂载荷的前端，使其绕导向销7向下转动，直至达到一定的俯角和角速度，外挂载荷与机构完全分离。

气动式外挂载荷投放装置的具体使用分为安装阶段和投放阶段。

在安装阶段，起作用的是悬挂部件和导向销7。悬挂部件的电木垫块11位于固定板6的上表面，定位垫块10位于固定板6的下表面。将螺栓12穿过螺栓固定孔B的通孔部分并旋入螺纹孔部分拧紧，螺栓12将电木垫块11、固定板6和定位垫块10相互固定。爆炸螺栓9穿过爆炸螺栓通孔A，从挂架8底部伸出。在挂架8尾部安装有导向销7，将外挂载荷尾部的挂钩穿过导向销7，同时爆炸螺栓9通过下部的螺纹拧入外挂载荷的螺纹孔中，拧紧，直至外挂载荷的上面与挂架8的下面接触，此时爆炸螺栓9应与电木垫块11接触。通过拧紧电木垫块11的凸台的四个侧面的中心的四个紧固螺钉13，固定爆炸螺栓9相对于电木垫块11位置，进而使外挂载荷相对于固定板6相对固定，实现外挂载荷的在气动式外挂载荷投放装置上的安装。外挂载荷安装时，具有锁紧功能的气缸1的活塞杆2处于缩回状态，锁紧孔不通气，此时活塞杆2被锁紧不能运动，顶杆3不接触外挂载荷。

在投放阶段，起作用的是爆炸螺栓9和投放部件。当外部控制系统发出投放的电信号给爆炸螺栓9时，爆炸螺栓9带有螺纹的下部分与上部分爆炸断开并分离，外挂载荷与爆炸螺栓9瞬间脱离。外部控制系统同时向高速的电磁换向阀发出投放的电信号，使高速电磁换向阀瞬间换向，向具有锁紧功能的气缸1的锁紧孔和正向气孔瞬间充入高压气体，高压气体使气缸的锁紧阀瞬间打开同时活塞杆2在高压气体的作用下高速伸出，顶杆3通过螺纹与活塞杆2固定，其细长端在活塞杆2的带动下通过挂架8的通孔高速伸出，由于爆炸螺栓9的爆炸时间极短，高速电磁换向阀打开后外挂载荷与爆炸螺栓9已经分离，因此外挂载荷能够被顶杆3推动向下运动。外挂载荷与爆炸螺栓9分离后，外挂载荷的尾端挂在导向销7上，在顶杆3对外挂载荷的前端的力的作用下并在导向销7对外挂载荷外部的约束下，外挂载荷绕导向销7向下转动，直到外挂载荷的轴线与投放装置的平面在竖直平面上的投影呈一定的角度，此时外挂载荷脱离导向销7，外挂载荷与投放装置的分离，实现外挂载荷的大俯角投放动作。

本发明的益处是气动式外挂载荷投放装置占用的空间小，完成投放动作的时间短，装置在执行悬挂和投放动作时经历的环节少，抗干扰能力强，可靠性高，并能够实现外挂载荷的大俯角的投放。

Claims (1)

1.一种气动式外挂载荷的投放装置，其特征是：该装置由悬挂部件和投放部件组成；所述悬挂部件由爆炸螺栓（9）、定位垫块（10）、电木垫块（11）、螺栓（12）和紧固螺钉（13）组成；所述投放部件由具有锁紧功能的气缸（1）、活塞杆（2）、顶杆（3）、气缸固定架（4）、细螺栓（5）、固定板（6）、导向销（7）和挂架（8）组成；

所述悬挂部件中，电木垫块（11）位于固定板（6）的上表面，定位垫块（10）位于固定板（6）的下表面，挂架（8）位于定位垫块（10）的下表面；挂架（8）的上表面与定位垫块（10）的下表面粘结；电木垫块（11）有凸台，爆炸螺栓通孔（A）分别由电木垫块（11）、固定板（6）、定位垫块（10）和挂架（8）的通孔组成，爆炸螺栓（9）穿过爆炸螺栓通孔（A），爆炸螺栓（9）的下部分拧入外挂载荷；电木垫块（11）凸台的四个侧面的中心位置各有一个螺纹通孔，四个紧固螺钉（13）分别拧入这四个孔中，四个紧固螺钉（13）的底部与爆炸螺栓（9）接触，拧紧四个紧固螺钉（13）使爆炸螺栓（9）相对于电木垫块（11）固定；电木垫块（11）位于固定板（6）的上表面，定位垫块（10）位于固定板（6）的下表面，定位垫块（10）嵌入固定板（6）下表面的定位槽内；螺栓固定孔（B）分别由电木垫块（11）和固定板（6）的通孔以及定位垫块（10）的螺纹孔组成，螺栓（12）穿过螺栓固定孔（B）的通孔部分并旋入螺纹孔部分拧紧，螺栓（12）将电木垫块（11）、固定板（6）和定位垫块（10）固定；爆炸螺栓（9）分为上下两个部分，在两部分之间填充有炸药，上部分无螺纹，下部有螺纹，将爆炸螺栓（9）的下部分拧入外挂载荷，外挂载荷相对于爆炸螺栓（9）固定；

所述投放部件中，气缸固定架（4）位于固定板（6）上表面；细螺栓固定孔（C）由气缸固定架（4）的通孔和固定板（6）上的螺纹孔组成；细螺栓（5）穿过细螺栓固定孔（C），将气缸固定架（4）固定在固定板（6）上；具有锁紧功能的气缸（1）通过其螺纹部分固定在气缸固定架（4）的大螺纹孔中；活塞杆（2）沿具有锁紧功能的气缸（1）的轴线方向运动，活塞杆（2）通过其螺纹部分与顶杆（3）的螺纹孔相连，顶杆（3）随活塞杆（2）一同运动；挂架（8）在顶杆（3）所在位置开有通孔，顶杆（3）的细长端从挂架（8）的孔中伸出；导向销（7）安装在挂架（8）后部的销孔中。