CN103591844A - 一种空间飞网同步发射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空间飞网同步发射装置，包括点火器、起爆器、主活塞、导向销、密封圈、四个分活塞套筒、四个分活塞、剪切销、主活塞导引套筒和连接杆。本发明通过一个主活塞推动4个小活塞，初始阶段主活塞通过机械接触推动分活塞剪断剪切销，主活塞继续运动使密封圈失去密封作用后，高压燃气直接作用在分活塞上，每个分活塞推动相应的连接杆及与其固连的质量块实现多个质量块的发射，实现了不同质量块的发射同步性，同时利用高压燃气提高了发射速度，并且安全性高。

Description

一种空间飞网同步发射装置
技术领域
本发明涉及一种空间飞网同步发射装置，尤其涉及一种用于空间飞网发射的同步发射装置，属于航天技术领域。
背景技术
随着空间技术的发展，对空间碎片、废弃卫星等非合作目标实施在轨抓捕变得越来越重要。其中，飞网捕获技术是国际上研究比较热门的一种空间技术，主要是利用飞网展开机构向捕获目标方向发射一张由细绳编制成的大网，在包裹住目标航天器后，将目标航天器收回或者控制。利用飞网具有较大拦截面积，利于覆盖抓捕目标的特点，飞网捕获技术成为具有一定容错能力的抓捕系统，提高了空间目标抓捕的安全性和可靠性。
目前，国际对飞网的发射展开方式有刚性构件支撑展开和直接发射展开两种方式。NASA的MXER项目采用的是刚性构件支撑展开方式，抓捕机构强度高、速度快，飞网形状容易保持，飞网展开过程中容易施加控制，但是机械装置结构复杂，飞网尺寸受到一定限制。欧空局的ROGER项目采用直接发射展开方式展开空间飞网，直接发射通过发射系在飞网外沿的牵引质量块，带动整个飞网运动展开。直接发射展开方式机构简单，展开耗能少、速度较快，飞网尺寸不受限制，但运动过程中飞网形状难以保持，可能出现复杂、混乱的运动形式，飞网展开过程中难以实现有效的控制。如图1所示，欧空局的ROGER项目给出了一种同轴式构型飞网发射器的方案，其主要缺点是：分离后保护盖向前飞出，势必会对目标体产生碰撞影响；通过弹簧储能发射，发射速度的提高能力有限。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种空间飞网同步发射装置，本发明的发射同步性高，发射速度大，安全性高。
本发明的技术方案是：一种多目标同步发射装置，包括点火器、起爆器、主活塞、导向销、密封圈、四个分活塞套筒、四个分活塞、剪切销、主活塞导引套筒、连接杆和底座，点火器和起爆器安装在同步发射装置的底座内，在同步发射装置工作前，主活塞面积较大的部分设置在底座内并位于起爆器之上，主活塞面积较小的部分设置在主活塞导引套筒内，主活塞面积较大的部分与面积较小的部分之间采用锥形肩过渡，导向销设置在主活塞导引套筒上用于对主活塞的运动进行限位，主活塞的底部设有四个通孔用于当主活塞运动到上限时与四个分活塞连通，四个分活塞套筒均布在底座与主活塞导引套筒之间的过渡段，四个分活塞设置在四个分活塞套筒内，四个分活塞的底部均位于主活塞的锥形肩上，四个分活塞的顶部安装连接杆，连接杆通过剪切销与分活塞套筒相连接，在主活塞与底座之间、分活塞与分活塞套筒之间均采用密封圈进行密封。
每个分活塞套筒轴线与主活塞导引套筒轴线之间的夹角为20°～55°。
本发明与现有技术相比有益效果为：本发明通过一个主活塞推动4个小活塞，初始阶段主活塞通过机械接触推动分活塞剪断剪切销，主活塞继续运动使密封圈失去密封作用后，高压燃气直接作用在分活塞上，每个分活塞推动相应的连接杆及与其固连的质量块实现多个质量块的发射，实现了不同质量块的发射同步性，同时利用高压燃气提高了发射速度，并且安全性高。
附图说明
图1为同轴式构型飞网发射器收拢状态示意图；
图2为本发明发射装置的外形示意图；
图3为本发明发射装置的内部结构示意图；
图4为本发明发射装置的组成结构图；
图5为本发明发射装置剪断剪切销时的状态示意图；
图6为本发明发射装置主活塞运动到位的状态示意图。
具体实施方式
为了更清楚的了解本发明，下面对本发明做进一步详细的说明：本发明设计的同步发射装置结构如图2、3、4所示，包括点火器1、起爆器2、主活塞3、导向销4、密封圈5、四个分活塞套筒6、四个分活塞7、剪切销8、主活塞导引套筒9、连接杆10和底座11，点火器1和起爆器2安装在同步发射装置的底座11内，在同步发射装置工作前，主活塞3面积较大的部分设置在底座11内并位于起爆器2之上，主活塞3面积较小的部分设置在主活塞导引套筒9内，主活塞2面积较大的部分与面积较小的部分之间采用锥形肩过渡，导向销4设置在主活塞导引套筒9上用于对主活塞2的运动进行限位，主活塞2的底部设有四个通孔用于当主活塞2运动到上限时与四个分活塞7连通，四个分活塞套筒6均布在底座11与主活塞导引套筒9之间的过渡段，四个分活塞7设置在四个分活塞套筒6内，四个分活塞7的底部均位于主活塞2的锥形肩上，四个分活塞7的顶部安装连接杆10，连接杆10通过剪切销8与分活塞套筒6相连接，在主活塞3与底座11之间、分活塞7与分活塞套筒6之间均采用密封圈5进行密封。每个分活塞套筒6轴线与主活塞导引套筒9轴线之间的夹角为20°～55°，实际应用中，每个分活塞套筒6轴线与主活塞导引套筒9轴线之间的发射角度可根据捕获距离要求的不同而在该范围内进行调整。图3中虚线部分为质量块。
本发明的工作原理为：当空间飞网拉直瞬间，点火器1（根据飞网拉直距离及拉直时间实施并联触发）点火，起爆器2发火后产生高压燃气，推动主活塞3在底座11和主活塞引导套筒9内向上运动，主活塞3的锥形肩同步推动4个分活塞7在分活塞套筒6内向上运动，如图5所示，分活塞7向上运动剪断剪切销8；主活塞3继续运动使密封圈5脱离密封面，高压燃气通过主活塞3底部的四个通孔直接作用在分活塞7上，如图6所示，高压燃气推动分活塞7以一定速度推动连接杆10迅速脱离分活塞套筒6，使安装在连接杆10上的质量块弹射出去。本发明通过合理设计分活塞的行程和起爆器的装药量可以实现不同的质量块发射速度，通过合理设计发射角度可以适应一定尺寸空间飞网的不同捕获距离的需求。
本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。

Claims (2)

1.一种空间飞网同步发射装置，其特征在于：包括点火器（1）、起爆器（2）、主活塞（3）、导向销（4）、密封圈（5）、四个分活塞套筒（6）、四个分活塞（7）、剪切销（8）、主活塞导引套筒（9）、连接杆（10）和底座（11），点火器（1）和起爆器（2）安装在同步发射装置的底座（11）内，在同步发射装置工作前，主活塞（3）面积较大的部分设置在底座（11）内并位于起爆器（2）之上，主活塞（3）面积较小的部分设置在主活塞导引套筒（9）内，主活塞（2）面积较大的部分与面积较小的部分之间采用锥形肩过渡，导向销（4）设置在主活塞导引套筒（9）上用于对主活塞（2）的运动进行限位，主活塞（2）的底部设有四个通孔用于当主活塞（2）运动到上限时与四个分活塞（7）连通，四个分活塞套筒（6）均布在底座（11）与主活塞导引套筒（9）之间的过渡段，四个分活塞（7）设置在四个分活塞套筒（6）内，四个分活塞（7）的底部均位于主活塞（2）的锥形肩上，四个分活塞（7）的顶部安装连接杆（10），连接杆（10）通过剪切销（8）与分活塞套筒（6）相连接，在主活塞（3）与底座（11）之间、分活塞（7）与分活塞套筒（6）之间均采用密封圈（5）进行密封。
2.根据权利1所述的一种空间飞网同步发射装置，其特征在于：所述每个分活塞套筒（6）轴线与主活塞导引套筒（9）轴线之间的夹角为20°～55°。
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