CN111043916A - 一种条件式接触承载的线式分离环 - Google Patents

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Abstract

一种条件式接触承载的线式分离环，属于航空航天技术领域。包括分离板、内外接触承载模块、刚性挡、聚能切割、蒙皮桁条，分离板、内外接触承载模块和蒙皮桁条四者之间通过螺栓连接。分离板外表面开有环向分离削弱槽；两个外接触承载模块固定在分离板外表面，且对称安装在分离削弱槽两侧；两个内接触承载模块固定在分离板内表面且对称安装；刚性挡块安装在两个挡块装配槽形成的空间内，刚性挡块内安装聚能切割索，聚能切割索与分离削弱槽对齐；蒙皮桁条固定在分离板外表面。本发明通过在分离板削弱槽两侧增加接触承载模块，改变线式分离环在轴压载荷下的承载方式，在保证线式分离环横线分离可靠性的前提下，有效提升结构轴向承载能力。

Description

一种条件式接触承载的线式分离环
技术领域
本发明属于航空航天技术领域，涉及一种条件式接触承载的线式分离环。
背景技术
对于重型运载火箭及导弹而言，其级间段连接及分离多选用线式分离装置，即线式分离环。在普通服役环境下，火箭或导弹的相邻两级由线式分离环连接，由其中的分离板承受轴拉或轴压载荷。分离装置工作时，火工品膨胀管或聚能导爆索将线式分离环中的分离板沿削弱槽切断，达到级间分离的目的。由于分离板具有削弱槽这一主动特征缺陷，导致分离板轴向承载能力大幅折减。特别是在轴压载荷下，由于分离板和相邻壳段传力路径不对中，且蒙皮桁条在削弱槽处不连续，从而在削弱槽局部引发极大的附加弯矩，进一步恶化了削弱槽的受力环境。由于上述原因，传统的线式分离环结构很难同时满足轴向承载需求和横向分离功能。传统的改进方法是同时增加分离板的厚度与火工品的装药量。然而这种设计方法一方面对结构的轻量化设计不利，另一方面改进效率低下，且降低了线式分离环的分离可靠性。
针对上述问题，本发明提出了条件式接触承载的设计理念，在不改变分离板厚度及火工品装药量的前提下，通过在分离板削弱槽两侧增加接触承载模块，利用接触承载抵抗附加弯矩，改变了线式分离环在轴压载荷下的承载方式，从而在保证线式分离环横线分离可靠性的前提下，有效提升了结构轴向承载能力。
发明内容
针对现有技术中的分离环轴压承载能力差的问题，本发明在不改变分离板厚度及火工品装药量的前提下，提出一种条件式接触承载的线式分离环，通过在分离板削弱槽两侧增加接触承载模块，利用接触承载抵抗附加弯矩，改变了线式分离环在轴压载荷下的承载方式，从而在保证线式分离环横线分离可靠性的前提下，有效提升结构轴向承载能力。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种条件式接触承载的线式分离环，所述的线式分离环包括分离板1、外接触承载模块2、内接触承载模块3、刚性挡块4、聚能切割索5、蒙皮桁条6、连接螺栓7、连接螺母8。所述的分离板1、外接触承载模块2、内接触承载模块3和蒙皮桁条6四者之间由连接螺栓7和连接螺母8穿过螺栓连接孔10进行机械连接，其中，所述的分离板1、内接触承载模块3、刚性挡块4和聚能切割索5四者之间由结构形式进行装配连接。
所述的分离板1为柱壳结构，该柱壳可以是某一级箭体蒙皮结构的自然延伸，亦可作为单独的分离段安装于相邻两级箭体结构之间。分离板1的外表面开有环向分离削弱槽9，分离削弱槽9所在平面与箭/弹体的轴线垂直，分离削弱槽9两侧开有螺栓连接孔10。
所述的外接触承载模块2为勺形截面的环状结构，用于实现线式分离环的条件式接触承载，外接触承载模块2设有桁条装配槽11，桁条装配槽11用于与蒙皮桁条6相配合。所述外接触承载模块2为一体成型结构，其一侧为平板状结构(为垂直面结构)，其上开有螺栓连接孔10，用于与分离板1通过螺栓连接；安装后，与平板状结构面相邻的依次为斜面结构、垂直面结构和水平面结构，水平面结构上远离垂直面结构的端部外侧设有分离倒角12，分离倒角12用于给分离削弱槽9在分离状态下提供变形空间。所述的外接触承载模块2共有两个，两个外接触承载模块2的水平面相接触设置，由连接螺栓7和连接螺母8通过平板状结构上的螺栓连接孔10将其固定在分离板1的外表面，且对称安装在分离削弱槽9的上下两侧。安装后，上下两个蒙皮桁条6分别插入两个桁条装配槽11，两个外接触承载模块2水平面相互接触，两个分离倒角12所围成的张口空间大于分离削弱槽9的槽空间。
所述的内接触承载模块3为类勺形截面的环状结构，用于实现线式分离环的条件式接触承载。所述内接触承载模块3为一体成型结构，其一侧为平板状结构(为垂直面结构)，其上开有螺栓连接孔10，用于与分离板1通过螺栓连接；安装后，与平板状结构面相邻的依次为斜面结构、垂直面结构，垂直面结构内侧设有挡块装配槽13。所述的内接触承载模块3共有两个，两个内接触承载模块3的垂直面结构相接触设置，由连接螺栓7和连接螺母8通过螺栓连接孔10将其固定在分离板1的内表面，且对称安装，安装后，两个内接触模块3的接触面与分离削弱槽9对齐，内侧两个挡块装配槽13形成的空间用于为刚性挡块4提供安装空间。
所述的刚性挡块4一侧开有凹槽，用于安装聚能切割索5，刚性挡块4安装在两个挡块装配槽13形成的空间内，刚性挡块4的凹槽一侧靠近分离板1。
所述的聚能切割索5安装在刚性挡块4的凹槽内，与分离削弱槽9对齐，聚能切割索5用于分离分离板1。
所述的蒙皮桁条6为T型梁结构，用于传递相邻部段的轴向载荷，由连接螺栓7和连接螺母8将其固定在分离板1的外表面。
本发明的有益效果：当线式分离环受到轴压载荷，且轴压载荷在分离削弱槽9处造成时向内的附加弯矩时，分离板1向内弯曲变形，此时外接触承载模块2相互之间接触挤压，产生接触反力抵抗分离削弱槽9处的附加弯矩，抑制分离板1发生局部弯曲变形，防止分离板1发生轴压屈曲失稳破坏。同理，当轴压载荷在分离削弱槽9处造成时向外的附加弯矩时，分离板1向外弯曲变形，此时内接触承载模块3接触挤压，产生接触反力抵抗分离削弱槽9处的附加弯矩，抑制分离板1发生局部弯曲变形，防止分离板发生轴压屈曲失稳破坏。当分离版在削弱槽处切割断开之后，由于处于削弱槽9上下两侧的接触承载模块相互之间没有机械连接，外接触承载模块2和内接触承载模块3都会随着被切开的两块分离板分离，不影响线式分离环的分离性能。
附图说明
图1为本发明整体示意图；
图2为本发明局部示意图；
图3为本发明截面示意图；
图4为本发明分解示意图；
图5为本发明分离板与桁条装配示意图；
图6为本发明分离板示意图；
图7为本发明外接触承载模块示意图；
图8为本发明内接触承载模块示意图；
图9为本发明内蒙皮桁条示意图。
图中：1分离板；2外接触承载模块；3内接触承载模块；4刚性挡块；5聚能切割索；6蒙皮桁条；7连接螺栓；8连接螺母1；9分离削弱槽；10螺栓连接孔；11桁条装配槽；12分离倒角；13挡块装配槽。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，以下参照附图并结合具体实施方式来进一步描述本发明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施，本发明保护范围并不受限于该具体实施方式。显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种条件式接触承载的线式分离环，所述的线式分离环包括分离板1、外接触承载模块2、内接触承载模块3、刚性挡块4、聚能切割索5、蒙皮桁条6、连接螺栓7、连接螺母8。所述的分离板1、外接触承载模块2、内接触承载模块3和蒙皮桁条6四者之间由连接螺栓7和连接螺母8穿过螺栓连接孔10进行机械连接，其中，所述的分离板1、内接触承载模块3、刚性挡块4和聚能切割索5四者之间由结构形式进行装配连接。
所述的分离板1为柱壳结构，该柱壳可以是某一级箭体蒙皮结构的自然延伸，亦可作为单独的分离段安装于相邻两级箭体结构之间。分离板1的外表面开有环向分离削弱槽9，分离削弱槽9所在平面与箭/弹体的轴线垂直，分离削弱槽9两侧开有螺栓连接孔10。
所述的外接触承载模块2为勺形截面的环状结构，用于实现线式分离环的条件式接触承载，外接触承载模块2具有桁条装配槽11和分离倒角12，并开有螺栓连接孔10。具体的，桁条装配槽11用于与蒙皮桁条6相配合，分离倒角12给分离削弱槽9在分离状态下提供变形空间。所述的外接触承载模块2共有两个，由连接螺栓7和连接螺母8将其固定在分离板1的外表面，且对称安装在分离削弱槽9的上下两侧，两个分离倒角12所围成的张口空间大于分离削弱槽9的槽空间，蒙皮桁条6插入桁条装配槽11内部。
所述的内接触承载模块3为类勺形截面的环状结构，用于实现线式分离环的条件式接触承载，内接触承载模块3具有挡块装配槽13并开有螺栓连接孔10。具体的，挡块装配槽13为刚性挡块4提供安装空间。所述的内接触承载模块3共有两个，由连接螺栓7和连接螺母8将其固定在分离板1的内表面，且两个内接触模块3的接触面与分离削弱槽9对齐。
所述的刚性挡块4一侧开有凹槽，用于安装聚能切割索5，刚性挡块4安装在两个挡块装配槽13形成的空间内，刚性挡块4的凹槽一侧靠近分离板1。
所述的聚能切割索5安装在刚性挡块4的凹槽内，与分离削弱槽9对齐，聚能切割索5用于分离分离板1。
所述的蒙皮桁条6为T型梁结构，用于传递相邻部段的轴向载荷，由连接螺栓7和连接螺母8将其固定在分离板1的外表面。

Claims (3)

1.一种条件式接触承载的线式分离环，其特征在于，在不改变分离板厚度及火工品装药量的前提下，在分离板削弱槽两侧增加接触承载模块，利用接触承载抵抗附加弯矩，改变线式分离环在轴压载荷下的承载方式；所述的线式分离环包括分离板(1)、外接触承载模块(2)、内接触承载模块(3)、刚性挡块(4)、聚能切割索(5)、蒙皮桁条(6)；
所述的分离板(1)为柱壳结构，其外表面开有环向分离削弱槽(9)，分离削弱槽(9)所在平面与箭/弹体的轴线垂直，分离削弱槽(9)两侧开有螺栓连接孔(10)；
所述的外接触承载模块(2)为勺形截面的环状结构，用于实现线式分离环的条件式接触承载，外接触承载模块(2)设有桁条装配槽(11)，桁条装配槽(11)用于与蒙皮桁条(6)相配合；所述外接触承载模块(2)为一体成型结构，其一侧为平板状结构，其上开有螺栓连接孔(10)，用于与分离板(1)通过螺栓连接；安装后，与平板状结构面相邻的依次为斜面结构、垂直面结构和水平面结构，水平面结构上远离垂直面结构的端部外侧设有分离倒角(12)，分离倒角(12)用于给分离削弱槽(9)在分离状态下提供变形空间；所述的外接触承载模块(2)共有两个，两者的水平面相接触设置，通过螺栓将其固定在分离板(1)的外表面，且对称安装在分离削弱槽(9)的上下两侧；安装后，上下两个蒙皮桁条(6)分别插入两个桁条装配槽(11)，两个外接触承载模块(2)水平面相互接触，两个分离倒角(12)所围成的张口空间大于分离削弱槽(9)的槽空间；
所述的内接触承载模块(3)为类勺形截面的环状结构，用于实现线式分离环的条件式接触承载；所述内接触承载模块(3)为一体成型结构，其一侧为平板状结构，其上开有螺栓连接孔(10)，用于与分离板(1)通过螺栓连接；安装后，与平板状结构面相邻的依次为斜面结构、垂直面结构，垂直面结构内侧设有挡块装配槽(13)；所述的内接触承载模块(3)共有两个，两个外接触承载模块(2)的垂直面结构相接触设置通过螺栓将其固定在分离板(1)的内表面，且对称安装，安装后，两个内接触模块(3)的接触面与分离削弱槽(9)对齐，内侧两个挡块装配槽(13)形成的空间用于为刚性挡块(4)提供安装空间；
所述的刚性挡块(4)安装在两个挡块装配槽(13)形成的空间内，刚性挡块(4)靠近分离板(1)的一侧开有凹槽，凹槽内安装聚能切割索(5)，聚能切割索(5)与分离削弱槽(9)对齐，用于分离分离板(1)；
所述的蒙皮桁条(6)用于传递相邻部段的轴向载荷，通过螺栓固定在分离板(1)的外表面。
2.根据权利要求1所述的一种条件式接触承载的线式分离环，其特征在于，所述的柱壳结构分离板(1)可以是某一级箭体蒙皮结构的自然延伸，也可作为单独的分离段安装于相邻两级箭体结构之间。
3.根据权利要求1或2所述的一种条件式接触承载的线式分离环，其特征在于，所述的蒙皮桁条(6)为T型梁结构。
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