CN109204835A - 一种防烧蚀的探空火箭开伞装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种防烧蚀的探空火箭开伞装置，包括整流罩、壳体、药缸，所述整流罩的开口端与壳体连接，所述的药缸插设在壳体内，所述的药缸内放置有黑火药和点火线，所述的点火线与黑火药连接；所述的开伞装置还包括设置在整流罩内的降落伞、以及设置在壳体内的连接器、活塞。本发明能够避免开伞装置在开伞过程中伞和伞绳被烧蚀的危险，并且在结构上紧凑轻便，适用于航空航天领域，工作稳定可靠；开伞时，通过点燃黑火药，在密闭的腔室内产生高压，通过活塞推动连接器向前移动，从而通过连接器上的环形凸起部使得整流罩和支撑套筒分离，实现开伞动作，操控简单，使用方便；整个过程简易快捷，系统工作稳定可靠，并且质量轻。

Description

一种防烧蚀的探空火箭开伞装置
技术领域
本发明涉及探空火箭技术领域，尤其是一种防烧蚀的探空火箭开伞装置。
背景技术
探空火箭在试验应用中，需要对探空火箭进行回收动作，现有技术主要是利用降落伞对其进行回收，其主要是利用黑火药在密闭空腔内产生的高压将降落伞系统推出并打开，但是，在开伞过程中，开伞装置极其不稳定，开伞过程中会出现烧蚀降落伞及伞绳的现象，导致开伞动作不能顺利完成，以及缩短降落伞的使用寿命。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种防烧蚀的探空火箭开伞装置，该装置能够防止在开伞过程中烧蚀降落伞和伞绳，并且该装置结构紧凑，质量小，工作稳定可靠。
本发明的技术方案为：一种防烧蚀的探空火箭开伞装置，包括整流罩、壳体、药缸，所述整流罩的开口端与壳体连接，所述的药缸插设在壳体内，所述的药缸内放置有黑火药和点火线，所述的点火线与黑火药连接；
所述的开伞装置还包括设置在整流罩内的降落伞、以及设置在壳体内的连接器、活塞，所述的降落伞与连接器连接，所述的连接器与活塞连接，并且所述的活塞与药缸之间的壳体内形成一密闭的腔室，点燃黑火药后，密闭的腔室内的气压上升，然后通过活塞推动连接器向整流罩方向移动，当作用力达到设定值时，通过连接器使得壳体与整流罩分离，从而完成开伞动作。
进一步的，所述的壳体包括支撑套筒、活塞缸体，所述支撑套筒的一端与整流罩的开口端连接，另一端与活塞缸体连接，所述活塞缸体内还插设有药缸，所述的药缸用于放置开伞的黑火药；
进一步的，所述的整流罩的形状为圆锥形，除降低火箭飞行过程中的阻力外，还用于容纳降落伞。
进一步的，所述的整流罩和支撑套筒之间还设置有爆破分离索，所述的活塞推动连接器，当连接器受到的作用力达到设定值时，所述的爆破分离索断开，使整流罩和支撑套筒分离，实现开伞动作。
进一步的，所述的活塞和连接器之间还连接有一钢索，通过钢索固定活塞与连接器。
进一步的，所述的活塞缸体的内侧壁上还设置有一限位块，所述的活塞上设置有一用于与限位块相配合的环形限位部，通过限位部和限位块限定活塞的移动距离。
进一步的，所述的降落伞通过降落伞绳绑定在连接器上。
进一步的，所述的连接器上还设置有一用于推开整流罩和支撑套筒的环形的凸起部，开伞时，通过活塞向整流罩方向推动连接器，所述的连接器上的环形的凸起部与整流罩接触并向前推动整流罩使其与支撑套筒分离，实现开伞动作。
本发明的有益效果为：
1、本发明能够避免开伞装置在开伞过程中伞和伞绳被烧蚀的危险，并且在结构上紧凑轻便，适用于航空航天领域，工作稳定可靠；
2、开伞时，通过点燃黑火药，在密闭的腔室内产生高压，通过活塞推动连接器向前移动，从而通过连接器上的环形凸起部使得整流罩和支撑套筒分离，实现开伞动作，操控简单，使用方便；整个过程简易快捷，系统工作稳定可靠，并且质量轻，结构紧凑。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的截面示意图；
图3为本发明连接器的结构示意图；
图4为本发明活塞的结构示意图；
图5为本发明药缸的结构示意图；
图中，1-整流罩，2-外壳，3-药缸，4-支撑套筒，5-活塞缸体，6-降落伞，7-连接器，8-活塞，9-爆破分离索，10-黑火药，11-点火线，12-限位块，13-限位部，14-凸起部，15-腔室。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1和图2所示，一种防烧蚀的探空火箭开伞装置，包括整流罩1、壳体2、药缸3，所述的壳体2包括支撑套筒4、活塞缸体5，所述支撑套筒4的一端与整流罩1的开口端连接，另一端与活塞缸体5连接，所述活塞缸体5内还插设有药缸3，所述药缸3的结构如图5所示，所述的药缸3用于放置开伞的黑火药10和点火线11，所述的点火线11与黑火药10连接；所述的开伞装置还包括设置在整流罩1内的降落伞6、以及设置在支撑套筒4内的连接器5、和设置在活塞缸体5内的活塞8，所述的降落伞6通过降落伞绳与连接器7连接，所述的连接器7通过钢索与活塞8固定连接，并且所述的活塞8与药缸3之间的壳体2内形成一密闭的腔室15，点燃黑火药10后，密闭的腔室15内的气压上升，然后通过活塞8推动连接器7向整流罩1方向移动，当作用力达到设定值时，通过连接器7使得壳体2与整流罩1分离，从而完成开伞动作。
其中，所述的整流罩1的形状设置为圆锥形，这样除了能降低火箭飞行过程中的阻力外，还可用于容纳降落伞6。
如图2所示，所述的整流罩1和支撑套筒4之间还设置有爆破分离索9，如图3所示，所述的连接器7上还设置有一用于推开整流罩1和支撑套筒4的环形的凸起部14，开伞时，通过活塞8向整流罩1方向推动连接器7，使得所述的连接器7上的环形的凸起部14与整流罩1接触并向前推动整流罩1使其与支撑套筒4分离，实现开伞动作。
如图2和图4所示，所述的活塞缸体5的内侧壁上还设置有一限位块12，所述的活塞8上设置有一用于与限位块12相配合的环形限位部13，通过限位部13和限位块12限定活塞8的移动距离。
另外，本发明通过下式计算得到开伞需要的黑火药的量为2.3g以上；具体计算方法如下：
点燃黑火药后，在药缸内燃烧产生爆破压力P，爆破压力P的计算式如下：
其中，P爆破压力，λ火药动力常数，取λ＝85000，Δ＝C/V，V为爆破槽内除去火药的剩余体积，C为火药质量，G计算常数，取G＝1，ρic为火药实际密度，Pa为大气压力；
并根据下式求取火药实际密度ρic；
ρic＝f·ρe；
其中，f为负荷分数，取值为0.5-0.75，ρe为火药的理论密度；
在本发明中，ρe＝0.533lbm/in3，f＝0.6，P≥29.78Mpa，计算得到火药的实际密度ρic＝0.32lbm/in3，进而得到开伞的火药量为2.3g。
上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (10)

1.一种防烧蚀的探空火箭开伞装置，其特征在于：包括整流罩、壳体、药缸，所述整流罩的开口端与壳体连接，所述的药缸插设在壳体内，所述的药缸内放置有黑火药和点火线，所述的点火线与黑火药连接；
所述的开伞装置还包括设置在整流罩内的降落伞、以及设置在壳体内的连接器、活塞，所述的降落伞与连接器连接，所述的连接器与活塞连接，并且所述的活塞与药缸之间的壳体内形成一密闭的腔室。
2.根据权利要求1所述的一种防烧蚀的探空火箭开伞装置，其特征在于：所述的壳体包括支撑套筒、活塞缸体，所述支撑套筒的一端与整流罩的开口端连接，另一端与活塞缸体连接，所述活塞缸体内还插设有药缸，所述的药缸用于放置开伞的黑火药。
3.根据权利要求2所述的一种防烧蚀的探空火箭开伞装置，其特征在于：所述连接器设置在支撑套筒内，所述的活塞设置在活塞缸体内。
4.根据权利要求1所述的一种防烧蚀的探空火箭开伞装置，其特征在于：所述的整流罩的形状为圆锥形。
5.根据权利要求2所述的一种防烧蚀的探空火箭开伞装置，其特征在于：所述的整流罩和支撑套筒之间还设置有爆破分离索。
6.根据权利要求1所述的一种防烧蚀的探空火箭开伞装置，其特征在于：所述的活塞和连接器之间还连接有一钢索。
7.根据权利要求3所述的一种防烧蚀的探空火箭开伞装置，其特征在于：所述的活塞缸体的内侧壁上还设置有一限位块，所述的活塞上设置有一用于与限位块相配合的环形限位部。
8.根据权利要求1所述的一种防烧蚀的探空火箭开伞装置，其特征在于：所述的降落伞通过降落伞绳绑定在连接器上。
9.根据权利要求8所述的一种防烧蚀的探空火箭开伞装置，其特征在于：所述的连接器上还设置有一用于推开整流罩和支撑套筒的环形的凸起部。
10.根据权利要求1所述的一种防烧蚀的探空火箭开伞装置，其特征在于：开伞需要的黑火药的量为2.3g以上；具体计算方法如下：
点燃黑火药后，在药缸内燃烧产生爆破压力P，爆破压力P的计算式如下：
其中，P爆破压力，λ火药动力常数，取λ＝85000，Δ＝C/V，V为爆破槽内除去火药的剩余体积，C为火药质量，G计算常数，取G＝1，ρic为火药实际密度，Pa为大气压力；
并根据下式求取火药实际密度ρic；
ρic＝f·ρe；
其中，f为负荷分数，取值为0.5-0.75，ρe为火药的理论密度；
其中，ρe＝0.533lbm/in3，f＝0.6，P≥29.78Mpa，计算得到火药的实际密度ρic＝0.32lbm/in3，得到开伞的火药量为2.3g。
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