CN107953999A - 一种用于降落伞快速开伞的射伞火箭装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于降落伞快速开伞的射伞火箭装置，属于航空器回收技术领域，其包括箭体组件、喷管组件和尾部连接组件，通过在火箭装置的头部设置喷管组件且将喷管倒置，在火箭装置与降落伞顶部之间设置连接带，由火箭装置壳体内的主药柱燃烧产生高温高压燃气来推动火箭运动，再通过连接带将降落伞从伞舱中快速拉出并实现降落伞的快速打开。本发明的用于降落伞快速开伞的射伞火箭装置，结构简单，设置简便，能有效提升降落伞的开伞速度，减少降落伞开伞过程中的高度损失，提升降落伞开伞的稳定性和安全性。
Description
技术领域
本发明属于航空器回收技术领域，具体涉及一种用于降落伞快速开伞的射伞火箭装置。
背景技术
随着我国航天技术的不断发展，各种航天航空设备的应用也越来越频繁，应用范围也越来越广。而在航天器材的应用过程中，航天器材的回收是一个十分重要的过程，也是一个十分复杂的过程，需要进行十分严格的控制和操作，否则会对航空器材或者航空器内的人或物品造成严重的损坏，因此，对于航空器回收技术的研究也越来越多，航空器回收技术的应用也越来越广泛。
降落伞在航空器回收领域的应用十分广泛，其能有效降低航空器的下落速度，减少航空器与地面或海面的冲击，防止航空器被冲击破坏，提高航空器回收的质量。
在现有技术中，降落伞的开伞方式主要有手拉拉环开伞方式、手抛伞开伞方式、由弹簧引导伞牵引开伞方法等，这些开伞方式主要利用人或物在下降过程中与降落伞受到的阻力不同，由阻力不同造成的速度差来拉出或拉直降落伞系统，从而达到开伞目的。虽然上述开伞方式也能实现降落伞的打开，一定程度上满足开伞的需要，但是，上述这些开伞方式的降落伞伞绳拉直时间长，开伞速度慢，造成极大的高度损失，对降落伞开伞质量和时机有极大的影响，降低了降落伞使用的安全性和可靠性。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于降落伞快速开伞的射伞火箭装置，通过在火箭装置的头部设置火箭喷管组件且将喷管倒置设置，在火箭装置与降落伞顶部之间设置连接带，由火箭装置壳体内的主药柱燃烧产生高温高压燃气来推动火箭运动，再通过连接带将降落伞从伞舱中快速拉出并实现降落伞的快速打开，减少降落伞开伞过程中的高度损失，提高降落伞开伞过程中的安全性和稳定性。
为实现上述目的，本发明提供一种用于降落伞快速开伞的射伞火箭装置，包括箭体组件和喷管组件，所述箭体组件包括壳体和设置在所述壳体内的主药柱，其特征在于，
所述壳体的一侧端部上设置有尾部连接组件，其包括可将所述壳体的该侧端部封闭的端盖，所述端盖和待开伞的降落伞之间设置有连接带，所述连接带的一端连接所述降落伞的顶部，另一端连接在所述端盖上，其可在所述降落伞被拉出且伞绳拉直后断开；
所述喷管组件设置在所述壳体的另一端，其包括可将所述壳体该侧端部封闭的喷管座、多个间隔设置在所述喷管座外周上且开口朝向所述壳体另一端的喷管安装座、以及分别对应所述喷管安装座设置并同轴安装其中的喷管，所述主药柱可在所述壳体内燃烧并产生高温高压燃气，继而可从多个所述喷管中喷出，从而产生推力将所述射伞火箭装置发射并通过所述连接带将所述降落伞从伞舱中快速拉出并实现快速开伞。
作为本发明的进一步改进，在所述端盖和所述壳体的端部之间设置有可连接所述主药柱的点火药盒，且对应所述点火药盒在所述端盖上设置有电爆管，所述电爆管可将所述点火药盒点燃并使得其引燃所述主药柱。
作为本发明的进一步改进，所述喷管安装座的数量为四个，其对称设置在所述喷管座的外周上，即对应设置的所述喷管数量为四个。
作为本发明的进一步改进，所述喷管安装座的轴线与所述喷管座的轴线夹角为20°～50°。
作为本发明的进一步改进，所述喷管安装座的轴线与所述喷管座的轴线夹角为30°，即所述壳体内的高温高压燃气从所述壳体内进入所述喷管座后可转向150°后从所述喷管中喷出。
作为本发明的进一步改进，所述喷管与所述喷管安装座相互匹配连接的端面上设置有堵片，所述堵片可在所述火箭装置未工作时将所述喷管座内腔与外界隔开并可在所述火箭装置工作时被冲破而实现所述高温高压燃气从所述喷管中喷出。
作为本发明的进一步改进，所述喷管的内腔直径先缩小后扩张，以用于实现所述高温高压燃气的两级加速。
作为本发明的进一步改进，所述端盖的端面上沿轴线对应竖向设置有一对支耳，并在两所述支耳之间设置有连接杆，以用于将所述连接带的一端连接在所述连接杆上。
作为本发明的进一步改进，所述喷管座和所述壳体之间还设置有挡药板组件，其包括可为所述主药柱提供刚性支撑的挡药板和同轴设置在所述挡药板上并可为所述主药柱提供弹性支撑的垫圈。
作为本发明的进一步改进，所述壳体的外周上设置有卡环，所述卡环的外周上设置有多个导向凸台，相应地，用于安装所述火箭装置的发射架上设置有多个滑槽，使得所述导向凸台可对应容置其中并在所述火箭装置发射时由所述导向凸台为其导向。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)本发明的用于降落伞快速开伞的射伞火箭装置，其通过将火箭喷管组件设置在火箭的头部，并将喷管倒置设置，由主药柱的燃烧产生高温高压燃气来推动火箭运动，再在火箭装置与降落伞之间设置连接带，由火箭装置通过连接带而将降落伞从伞舱中快速拉出，实现降落伞的快速打开，减少降落伞开伞过程中的高度损失，提高降落伞开伞过程中的安全性和稳定性；
(2)本发明的用于降落伞快速开伞的射伞火箭装置，其通过在射伞火箭装置的尾部连接组件上设置支耳且在支耳之间设置连接杆，继而将连接带的一端连接在连接杆上，由连接杆拉动连接带再由连接带拉动降落伞，有效避免了连接带设置在端盖上时可能会被火焰直接烧灼的风险，保证了连接带的工作性能，确保了射伞装置的工作稳定性；
(3)本发明的用于降落伞快速开伞的射伞火箭装置，通过设置挡药板组件来为主药柱的一端提供刚性支撑和弹性支撑，有效保证了主药柱在壳体内的稳定性，避免了其由于温度变化而产生的开裂和失稳，保证了装置的稳定性和安全性；
(4)本发明的用于降落伞快速开伞的射伞火箭装置，结构简单，设置简便，能有效提升降落伞的开伞速度，减少降落伞开伞过程中的高度损失，提升降落伞开伞的稳定性和安全性。
附图说明
图1是本发明实施例中用于降落伞快速开伞的射伞火箭装置的整体结构剖视图；
图2是本发明实施例中用于降落伞快速开伞的射伞火箭装置的整体结构立体图；
图3是本发明实施例的用于降落伞快速开伞的射伞火箭装置中喷管座结构示意图；
图4是本发明实施例的用于降落伞快速开伞的射伞火箭装置中挡药板组件示意图；
图5是本发明实施例的用于降落伞快速开伞的射伞火箭装置中卡环结构示意图；
在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1.箭体组件，101.壳体，102.主药柱；2.喷管组件，201.喷管座，202.喷管，203.喷管安装座，204.堵片，205.导向板；3.尾部连接组件，301.连接杆，302.套环，303.端盖；4.挡药板组件，401.挡药板，402.垫圈；5.电爆管，6.点火药盒，7.卡环，701.导向凸台。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明实施例中用于降落伞快速开伞的射伞火箭装置的整体结构和零部件如图1～5中所示，其中，图1是本发明实施例中用于降落伞快速开伞的射伞火箭装置的整体结构剖视图；图2是本发明实施例中用于降落伞快速开伞的射伞火箭装置的整体结构立体图；图3是本发明实施例的用于降落伞快速开伞的射伞火箭装置中喷管座结构示意图；图4是本发明实施例的用于降落伞快速开伞的射伞火箭装置中挡药板组件示意图；图5是本发明实施例的用于降落伞快速开伞的射伞火箭装置中卡环结构示意图。
进一步地，优选实施例中的箭体组件1包括壳体101和沿轴向容置在壳体101内部的主药柱102；进一步具体地，优选实施例中的壳体101为圆筒状结构，其内部中空并设置有主药柱102，并作为主药柱102的燃烧室，保证主药柱102的充分燃烧；进一步地，优选实施例中的主药柱102的中心沿轴向设置有中通孔并连通壳体101的两端。
进一步地，如图2中所示，在壳体101的一端连接有喷管组件2，并将该端部作为火箭装置的头部，且在壳体101的另一端上连接设置有尾部连接组件3，用以连接待开伞的降落伞的顶部。
具体地，优选实施例中的喷管组件2如图3中所示，其包括呈“瓶盖形”结构的喷管座201，喷管座201可套设在在壳体101的一端并将该端部封闭；进一步地，在喷管座201的外周壁上间隔设置有若干个可连通喷管座201内部的喷管安装座203，喷管安装座203的开口朝向喷管座201与与壳体101匹配连接的一侧，即喷管安装座203的开口朝向壳体101的尾部；进一步优选地，在喷管座201上设置的喷管安装座203为四个，其均匀间隔设置在喷管座201的外周上，保证箭体组件1在工作时受到均匀推力的驱动，当然，本领域技术人员应该知悉，本发明的喷管座201上喷管安装座203的数量设定并不局限于四个，其也可根据实际需要优选为别的数量，如2个、3个、5个、6个、或者更多数量。
进一步地，喷管安装座203的轴线与喷管座201的轴线可相交并形成一定角度的锐角，如图3中所示，使得喷管座201中喷出气流的方向与壳体101的轴线呈一定的夹角；进一步地，在喷管安装座203上同轴装设有喷管202，优选实施例中的喷管202如图3中所示，其同轴开设有中通孔，该中通孔的两端优选呈“喇叭形”，即该中通孔的中部内径较小并分别向两侧端部内径变大；进一步优选地，在喷管202与喷管座201之间设置有堵片204，其扣设在喷管202与喷管安装座203匹配连接的端部，用于增加喷管座201内的气压，提升气流喷出的速度；进一步地，优选实施例中喷管安装座203的轴线与壳体101轴线的夹角为30°，即燃气气流从壳体101中进入喷管座201中后需要转向150°后才可从喷管202中喷出；当然，喷管安装座203轴线与壳体101轴线的夹角也可为别的锐角，如20°、25°、35°、45°、50°等，其可根据具体需要进行优选。
喷管202安装在喷管安装座203上以后，其一端由堵片204封闭并可在堵片204被冲破后连通喷管座201的内部，其另一端连通外界空间，待喷管座201内有高温气流时，气流冲破堵片204后经过喷管202先收敛后扩张，经过两次加速后可将气流速度提高到近音速，继而喷出喷管202后气体快速膨胀做功，将热能与压力势能转换为高速流动动能，从而产生推力将火箭快速推出。
进一步地，在壳体101背离喷管组件2的另一端端部设置有尾部连接组件3，壳体101的该侧端部作为火箭装置的尾部，用于设置尾部连接组件3并以其与降落伞的顶部连接，使得降落伞可在火箭装置的拉动下快速从降落伞伞舱中被拉出并快速打开。
进一步地，优选实施例中的尾部连接组件3如图1中所示，包括可与壳体101端部匹配连接的端盖303，在端盖303的端面上沿其轴线间隔并行设置有两个吊耳，两吊耳之间设置有连接杆301，连接杆301优选横向设置，即其轴线与壳体101的轴线垂直；进一步地，端盖303与壳体101之间设置有点火药盒6，其优选设置在端盖303底部并可与壳体101内的主药柱102匹配工作，产生高温燃气而将主药柱102快速点燃；进一步地，对应点火药盒6在端盖303上设置有电爆管5，其分别与点火药盒6和控制装置连接，接收控制装置的工作指令后启动，由桥带发热引燃热敏药，进而引燃起爆药，随之产生的高温燃气引燃点火药盒6中的点火药，继而点火药盒6迅速引燃主药柱102，使得主药柱102在壳体101内的燃烧室迅速燃烧，产生大量的高温高压燃气，再由喷管202喷出，从而产生推力推动火箭运动。
进一步优选地，优选实施例中两支耳之间的连接杆301为螺栓连接杆，其从一侧支耳的端部穿过并从另一侧支耳的端部穿出，以螺母固定连接；进一步地，火箭装置与降落伞之间设置连接带，以用于火箭装置可将降落伞从伞舱中快速拉出并迅速打开，连接带的一端连接降落伞的伞顶，另一端连接在火箭装置的尾部，优选实施例中连接火箭装置尾部的一端连接在连接杆301上，这种连接方式可有效避免连接带直接连接在端盖303上，避免了被火焰直接灼烧；进一步优选地，优选实施例中的连接带为两段式结构，其包括容易被拉断的伞顶拉断绳和强度较大且不易被拉断的凯夫拉连接带，其中伞顶拉断绳的一端连接在降落伞伞顶，另一端连接凯夫拉连接带的一端，而凯夫拉连接带的另一端连接在连接杆301上，继而可在火箭装置将降落伞拉出且降落伞伞绳拉直后，伞顶拉断绳被拉断，从而实现火箭装置与降落伞分离，实现降落伞的快速开伞，减少降落伞开伞过程中的高度损失。
进一步优选地，优选实施例中的主药柱102是由多种原材料在高温高压下通过啮合形成的一种混合物，优选在其与喷管组件2之间设置有如图4中所示的挡药板组件4，包括挡药板401和垫圈401，两者分别为主药柱102提供刚性支撑和弹性支撑，防止主药柱102因温度变化而产生的长度变化；具体地，主药柱102在温度升高时会伸长，若仅设置刚性支撑，则主药柱102会发生弯曲，弯曲时间较长或受到运输、飞行环境下的振动和冲击影响时，主药柱102内部就有可能产生裂纹，使得主药柱102的工作性能受到影响，而垫圈402的设置可以有效避免上述情况的发生，由于其存在一定的压缩量，可为主药柱102提供弹性支撑，防止其在长度变化时的弯曲。
进一步优选地，优选实施例中的垫圈402为毛毡垫圈，其与挡药板401匹配时，优选先将挡药板401的待粘结表面用工业丙酮清洗干净、晾干，然后进一步优选用缩醛胶将毛毡垫圈粘结在挡药板401的端面上，继而将挡药板组件4设置在壳体101的端部，由喷管组件2的喷管座201将其与壳体101压紧，实现对主药柱102的支撑；进一步优选地，在火箭装置的壳体101外周上设置有卡环7，如图5中所示，卡环7的外周上对称设有导向凸台701，相应地，火箭装置发射架上相应设置有滑槽，导向凸台701置于滑槽中，在火箭装置工作时为其提供导向；优选实施例中的火箭装置进一步优选在喷管座201的外周上对应导向凸台701设置有导向板205，其在喷管座201安装完毕后与导向凸台701同轴线设置并可容置在滑槽中，为火箭装置的射出导向。
本发明实施例中的射伞火箭装置，通过将火箭喷管设置在火箭装置的头部，并将火箭喷管的喷口倒置，即喷管的喷口朝向火箭装置的尾部；优选实施例中火箭装置的电爆管可在50ms内点燃，产生燃气引燃点火药盒6中的点火药，点火药产生高温燃气在20ms内引燃主药柱102，由主药柱102在火箭壳体101内的燃烧室中燃烧，产生燃气从喷管202中喷出，产生推动力推动火箭运动，使火箭装置从安装舱中射出，继而设置在火箭装置与降落伞之间的连接带将降落伞从伞舱中快速拉出并开伞，减少了降落伞开伞过程中的高度损失，提高降落伞开伞的稳定性和安全性。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于降落伞快速开伞的射伞火箭装置，包括箭体组件(1)和喷管组件(2)，所述箭体组件(1)包括壳体(101)和设置在所述壳体(101)内的主药柱(102)，其特征在于，
所述壳体(101)的一侧端部上设置有尾部连接组件(3)，其包括可将所述壳体(101)的该侧端部封闭的端盖(303)，所述端盖(303)和待开伞的降落伞之间设置有连接带，所述连接带的一端连接所述降落伞的顶部，另一端连接在所述端盖(303)上，其可在所述降落伞被拉出且伞绳拉直后断开；
所述喷管组件(2)设置在所述壳体(101)的另一端，其包括可将所述壳体(101)该侧端部封闭的喷管座(201)、多个间隔设置在所述喷管座(201)外周上且开口朝向所述壳体(101)另一端的喷管安装座(203)、以及分别对应所述喷管安装座(203)设置并同轴安装其中的喷管(202)，所述主药柱(102)可在所述壳体(101)内燃烧并产生高温高压燃气，继而可从多个所述喷管(202)中喷出，从而产生推力将所述射伞火箭装置发射并通过所述连接带将所述降落伞从伞舱中快速拉出并实现快速开伞。
2.根据权利要求1所述的用于降落伞快速开伞的射伞火箭装置，其中，在所述端盖(303)和所述壳体(101)的端部之间设置有可连接所述主药柱(102)的点火药盒(6)，且对应所述点火药盒(6)在所述端盖(303)上设置有电爆管(5)，所述电爆管(5)可将所述点火药盒(6)点燃并使得其引燃所述主药柱(102)。
3.根据权利要求1或2所述的用于降落伞快速开伞的射伞火箭装置，其中，所述喷管安装座(203)的数量为四个，其对称设置在所述喷管座(201)的外周上，即对应设置的所述喷管(202)数量为四个。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的用于降落伞快速开伞的射伞火箭装置，其中，所述喷管安装座(203)的轴线与所述喷管座(201)的轴线夹角为20°～50°。
5.根据权利要求4所述的用于降落伞快速开伞的射伞火箭装置，其中，所述喷管安装座(203)的轴线与所述喷管座(201)的轴线夹角为30°，即所述壳体(101)内的高温高压燃气从所述壳体(101)内进入所述喷管座(201)后可转向150°后从所述喷管(202)中喷出。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的用于降落伞快速开伞的射伞火箭装置，其中，所述喷管(202)与所述喷管安装座(203)相互匹配连接的端面上设置有堵片(204)，所述堵片(204)可在所述火箭装置未工作时将所述喷管座(201)内腔与外界隔开并可在所述火箭装置工作时被冲破而实现所述高温高压燃气从所述喷管(202)中喷出。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的用于降落伞快速开伞的射伞火箭装置，其中，所述喷管(202)的内腔直径先缩小后扩张，以用于实现所述高温高压燃气的两级加速。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的用于降落伞快速开伞的射伞火箭装置，其中，所述端盖(303)的端面上沿轴线对应竖向设置有一对支耳，并在两所述支耳之间设置有连接杆(301)，以用于将所述连接带的一端连接在所述连接杆(301)上。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的用于降落伞快速开伞的射伞火箭装置，其中，所述喷管座(201)和所述壳体(101)之间还设置有挡药板组件(4)，其包括可为所述主药柱(102)提供刚性支撑的挡药板(401)和同轴设置在所述挡药板(401)上并可为所述主药柱(102)提供弹性支撑的垫圈(402)。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的用于降落伞快速开伞的射伞火箭装置，其中，所述壳体(101)的外周上设置有卡环(7)，所述卡环(7)的外周上设置有多个导向凸台(701)，相应地，用于安装所述火箭装置的发射架上设置有多个滑槽，使得所述导向凸台(701)可对应容置其中并在所述火箭装置发射时由所述导向凸台(701)为其导向。
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