CN117647157A - 一种整流罩分离系统及运载火箭 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种整流罩分离系统及运载火箭，能够有效解整流罩分离复杂且分离所需分离能源难以存储和成本高的问题。该整流罩分离系统，包括：整流罩本体、多个分离组件、多个连接组件、多个第一气动开关、多个第二气动开关、多个气瓶以及多个连接管；整流罩本体包括第一子罩体和第二子罩体，第一子罩体和第二子罩体可分离的设在火箭末端；多个气瓶通过多个连接管分别与多个第一气动开关和多个第二气动开关连通；多个第一气动开关环设在火箭末端内；多个第二气动开关环设在整流罩本体内。本发明提供的整流罩分离系统及运载火箭用于整流罩与运载火箭的分离。

Description

一种整流罩分离系统及运载火箭

技术领域

本发明涉及航天技术领域，尤其涉及一种整流罩分离系统及运载火箭。

背景技术

目前，运载火箭整流罩采用的分离方式主要为两半罩旋转抛离方式，两半罩旋转抛离方式要求整流罩结构设计成两瓣模式，待整流罩分离指令发出之后，整流罩与箭体解锁，同时整流罩两个半罩之间解锁，两个半罩在铰链约束和分离能源的推动下向两侧旋转运动。现有技术中，连接解锁机构多采用爆炸螺栓，使得整流罩分离复杂，且分离能源也常采用反推小火箭和燃气发生器，使得分离能源危险性较高且难以储存。

因此，如何解决现有技术中整流罩分离复杂且分离所需分离能源难以存储和成本高的问题，是本领域亟待解决的重要问题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种整流罩分离系统及运载火箭，能够有效解整流罩分离复杂且分离所需分离能源难以存储和成本高的问题。

本发明提供了一种整流罩分离系统，包括：整流罩本体、多个分离组件、多个连接组件、多个第一气动开关、多个第二气动开关、多个气瓶以及多个连接管；

整流罩本体包括第一子罩体和第二子罩体，第一子罩体和第二子罩体可分离的设在火箭末端；多个气瓶通过多个连接管分别与多个第一气动开关和多个第二气动开关连通；多个第一气动开关环设在火箭末端内；多个第二气动开关环设在整流罩本体内；多个分离组件设在整流罩本体与火箭末端接触的几何中心处，多个分离组件用于第一子罩体和第二子罩体与火箭末端分离，连接组件用于第一子罩体和第二子罩体分别与火箭末端连接。

优选的，每个分离组件包含推杆、分离弹性件、弹性件支架和弹性件支撑座，弹性件支撑座固定设在火箭末端上，弹性件支架分别设在第一子罩体和第二子罩体上，分离弹性件套设在推杆上，推杆的一端与弹性件支撑座连接，推杆的另一端与弹性件支架连接。

优选的，弹性件支撑座具有凹槽，推杆与凹槽适配。

优选的，多个第一气动开关沿着火箭末端的径向方向呈线性分布或者阵列分布。

优选的，多个第二气动开关沿着整流罩本体的轴向方向呈线性分布或者阵列分布。

优选的，多个连接组件沿着整流罩本体的径向方向对称分布。

优选的，每个连接组件包括：连接座、连接件和转动件，连接座设在火箭末端，连接件的一端与整流罩本体的外侧壁连接，转动件用于连接连接座和连接件的另一端。

优选的，多个第一气动开关和多个第二气动开关采用电控式开关，其通过控制信号线与外部控制设备连接。

优选的，整流罩本体与火箭末端的分离方式为冷分离方式。

本发明还提供了一种运载火箭，包括上述的整流罩分离系统。

与现有技术相比，本发明提供的整流罩分离系统，整流罩本体包括第一子罩体和第二子罩体，第一子罩体和第二子罩体可分离的设在火箭末端，多个气瓶通过多个连接管分别与多个第一气动开关和多个第二气动开关连通，基于此，多个第一气动开关环设在火箭末端内，多个第二气动开关环设在整流罩本体内，在整流罩本体与火箭末端分离时，通过控制打开多个第一气动开关和多个第二气动开关，在此基础上，多个分离组件设在整流罩本体与火箭末端接触的几何中心处，多个分离组件用于第一子罩体和第二子罩体与火箭末端分离，连接组件用于第一子罩体和第二子罩体分别与火箭末端连接，通过控制多个第一气动开关和多个第二气动开关连通，以简单的气源为分离能源，相对于使用火工品这类能源具有易于存储、安全隐患较小，且同时利用简单的机械分离方式实现第一子罩体和第二子罩体与火箭末端分离，有效解整流罩分离复杂且分离所需分离能源难以存储和成本高的问题。

附图说明

在下面结合附图对于示例性实施例的描述中，本发明的更多细节、特征和优点被公开，在附图中：

图1示出了本发明示例性实施例的整流罩分离系统的结构图；

图2示出了本发明示例性实施例的整流罩分离系统的分离图；

图3示出了本发明示例性实施例的分离组件的结构图。

附图标记：

1-整流罩本体，11-第一子罩体，12-第二子罩体，2-火箭末端，3-第一气动开关，4-第二气动开关，5-气瓶，6-连接管，7-分离组件，71-弹性件支架，72-分离弹性件，73-推杆，74-弹性件支撑座，8-连接组件，81-连接座，82-转动件，83-连接件。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

目前，运载火箭整流罩采用的分离方式主要为两半罩旋转抛离方式，两半罩旋转抛离方式要求整流罩结构设计成两瓣模式，待整流罩分离指令发出之后，整流罩与箭体解锁，同时整流罩两个半罩之间解锁，两个半罩在铰链约束和分离能源的推动下向两侧旋转运动。现有技术中，连接解锁机构多采用爆炸螺栓，使得整流罩分离复杂，且分离能源也常采用反推小火箭和燃气发生器，使得分离能源危险性较高且难以储存。

因此，如何解决现有技术中整流罩分离复杂且分离所需分离能源难以存储和成本高的问题，是本领域亟待解决的重要问题之一。

基于上述问题，本发明提供一种整流罩分离系统，图1示出了本发明示例性实施例的整流罩分离系统的结构图，如图1所示，整流罩分离系统包括：整流罩本体1、多个分离组件7、多个连接组件8、多个第一气动开关3、多个第二气动开关4、多个气瓶5以及多个连接管6，整流罩本体1包括第一子罩体11和第二子罩体12，第一子罩体11和第二子罩体12可分离的设在火箭末端2；多个气瓶5通过多个连接管6分别与多个第一气动开关3和多个第二气动开关4连通；多个第一气动开关3环设在火箭末端2内；多个第二气动开关4环设在整流罩本体1内；多个分离组件7设在整流罩本体1与火箭末端2接触的几何中心处，多个分离组件7用于第一子罩体11和第二子罩体12与火箭末端2分离，连接组件8用于第一子罩体11和第二子罩体12分别与火箭末端2连接。

具体实施时，整流罩本体1包括第一子罩体11和第二子罩体12，第一子罩体11和第二子罩体12可分离的设在火箭末端2，多个气瓶5通过多个连接管6分别与多个第一气动开关3和多个第二气动开关4连通，基于此，多个第一气动开关3环设在火箭末端2内，多个第二气动开关4环设在整流罩本体1内，在整流罩本体1与火箭末端2分离时，通过打开多个第一气动开关3和多个第二气动开关4，可以理解的是，上述多个第一气动开关3和多个第二气动开关4采用电控式开关，其通过控制信号线与外部控制设备连接，采用简单的电控逻辑实现对多个第一气动开关3和多个第二气动开关4打开或者关闭，从而实现火箭末端2与整流罩体之间的闭合或者分离，在此基础上，火箭末端2与整流罩体之间的分离源采用气源，相对于使用火工品这类能源具有易于存储、安全隐患较小。

图2示出了本发明示例性实施例的整流罩分离系统的分离图，如图2所示，多个分离组件7设在整流罩本体1与火箭末端2接触的几何中心处，多个分离组件7用于第一子罩体11和第二子罩体12与火箭末端2分离，此时，多个第一气动开关3和多个第二气动开关4连通，分离组件7作用于第一子罩体11和第二子罩体12，使得第一子罩体11和第二子罩体12与火箭末端2分离，以分离组件7的弹性为分离能源，相对于使用火工品这类能源具有易于存储、安全隐患较小。同时，连接组件8用于第一子罩体11和第二子罩体12分别与火箭末端2连接，利用简单的机械分离方式实现第一子罩体11和第二子罩体12与火箭末端2分离，有效解整流罩分离复杂且分离所需分离能源难以存储和成本高的问题。

图3示出了本发明示例性实施例的分离组件的结构图，如图3所示，每个分离组件7包含推杆73、分离弹性件72、弹性件支架71和弹性件支撑座74，弹性件支撑座74固定设在火箭末端2上，弹性件支架71分别设在第一子罩体11或者第二子罩体12上，分离弹性件72套设在推杆73上，推杆73的一端与弹性件支撑座74连接，推杆73的另一端与弹性件支架71连接。弹性件支撑座74具有凹槽，推杆73与凹槽适配。

在实际应用中，如图3所示，分离组件7为四个，第一子罩体11安装两个分离组件7，第二子罩体12上安装两个分离组件7，分离组件7中的弹性件支撑座74固定设在火箭末端2上，位于第一子罩体11上的弹性件支架71设在第一子罩体11上，位于第二子罩体12上的弹性件支架71设在第二子罩体12上，每个分离组件7中的分离弹性件72套设在推杆73上，推杆73的一端与弹性件支撑座74连接，推杆73的另一端与弹性件支架71连接，弹性件支撑座74具有凹槽，推杆73与凹槽适配，可以理解的是，上述推杆73与弹性件支撑座74连接的一端为圆端头，可以对整个分离组件7起到一个限位作用，推杆73的圆端头可在凹槽内滑动，可以将弹性件压紧使推杆73顶在弹性件支撑座74的凹槽上，此时，第一子罩体11和第二子罩体12末级横向对接面紧密贴合，使用第一气动开关3将第一子罩体11和第二子罩体12与火箭末端2连接起来。

示例性的，如图1所示，上述多个第一气动开关3、气瓶5和连接管6都安装在火箭末端2上，先用螺栓将第一气动开关3固定在火箭末端2的框上，然后铺设连接管6管路连通第一气动开关3和气瓶5，气瓶5用于给第一气动开关3供气实现解锁功能。多个第二气动开关4分别设在第一子罩体11上，位于第一子罩体11上的气瓶5通过连接管6将气瓶5和每个第二气动开关4连通，将每个第二气动开关4固定在第一子罩体11的侧向端框上，然后铺设连接管6路连通第二气动开关4和气瓶5，气瓶5用于给第二气动开关4供气实现解锁功能。通过控制第一气动开关3和第二气动开关4的连通或者断开实现对火箭末端2与整流罩本体1的分离。

示例性的，多个第一气动开关3沿着火箭末端2的径向方向呈线性分布或者阵列分布，能够使得火箭末端2与整流罩本体1分离时受力均匀，使得火箭末端2与整流罩本体1分离过程中有导向约束，保证了火箭末端2与整流罩本体1分离的可靠度。多个第二气动开关4沿着整流罩本体1的轴向方向呈线性分布或者阵列分布，上述的有益效果与第一气动开关3的有益效果相同，此处不做赘述。多个连接组件8沿着整流罩本体1的径向方向对称分布，上述的有益效果与第一气动开关3的有益效果相同，此处不做赘述。

示例性的，如图2所示，上述每个连接组件8包括：连接座81、连接件83和转动件82，连接座81设在火箭末端2的外侧壁上，连接件83的一端与整流罩本体1的外侧壁连接，转动件82用于连接连接座81和连接件83的另一端。

在实际应用中，如图2所示，连接座81设在火箭末端2的外侧壁上，连接件83的一端与整流罩本体1的外侧壁连接，装配过程中连接件83卡在连接座81的限位槽上，连接件83可绕转动件82转动一定角度，由于第一子罩体11和第二子罩体12受到连接件83的约束，将绕转动件82向箭体外侧旋转，旋转一定角度后脱出连接座81的限位槽，第一子罩体11和第二子罩体12受脱离箭体，完成旋转侧抛分离。

示例性的，如图2所示，整流罩本体1与火箭末端2的分离方式为冷分离方式，可以理解的是，上述整流罩本体1与火箭末端2连接方式和分离方式的能源形式均为冷分离方式，连接组件8的能源为冷气或者空气等，分离组件7的能源为压缩弹性件，例如：弹簧等，相比于以火工品为主要分离能源的分离系统来说，这类冷分离方式的分离能源具有易于存储、安全隐患较小和易于安装的优点。

本发明还提供了一种运载火箭，包括上述的整流罩分离系统。上述运载火箭的有益效果与上述的整流罩分离系统的有益效果相同，此处不做赘述。

尽管在此结合各实施例对本发明进行了描述，然而，在实施所要求保护的本发明过程中，本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。

尽管结合具体特征及其实施例对本公开进行了描述，显而易见的，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本公开的示例性说明，且视为已覆盖本公开范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本公开进行各种改动和变型而不脱离本公开的精神和范围。这样，倘若本公开的这些修改和变型属于本公开权利要求及其等同技术的范围之内，则本公开也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种整流罩分离系统，其特征在于，包括：整流罩本体、多个分离组件、多个连接组件、多个第一气动开关、多个第二气动开关、多个气瓶以及多个连接管；

所述整流罩本体包括第一子罩体和第二子罩体，所述第一子罩体和所述第二子罩体可分离的设在火箭末端；多个所述气瓶通过多个所述连接管分别与多个第一气动开关和多个所述第二气动开关连通；多个所述第一气动开关环设在火箭末端内；多个所述第二气动开关环设在所述整流罩本体内；多个所述分离组件设在所述整流罩本体与火箭末端接触的几何中心处，多个所述分离组件用于所述第一子罩体和所述第二子罩体与火箭末端分离，所述连接组件用于所述第一子罩体和所述第二子罩体分别与火箭末端连接。

2.根据权利要求1所述的整流罩分离系统，其特征在于，每个分离组件包含推杆、分离弹性件、弹性件支架和弹性件支撑座，所述弹性件支撑座固定设在所述火箭末端上，所述弹性件支架分别设在所述第一子罩体和所述第二子罩体上，所述分离弹性件套设在所述推杆上，所述推杆的一端与所述弹性件支撑座连接，所述推杆的另一端与所述弹性件支架连接。

3.根据权利要求2所述的整流罩分离系统，其特征在于，所述弹性件支撑座具有凹槽，所述推杆与所述凹槽适配。

4.根据权利要求1所述的整流罩分离系统，其特征在于，多个所述第一气动开关沿着火箭末端的径向方向呈线性分布或者阵列分布。

5.根据权利要求1所述的整流罩分离系统，其特征在于，多个所述第二气动开关沿着所述整流罩本体的轴向方向呈线性分布或者阵列分布。

6.根据权利要求1所述的整流罩分离系统，其特征在于，多个所述连接组件沿着所述整流罩本体的径向方向对称分布。

7.根据权利要求6所述的整流罩分离系统，其特征在于，每个所述连接组件包括：连接座、连接件和转动件，所述连接座设在火箭末端，连接件的一端与所述整流罩本体的外侧壁连接，所述转动件用于连接所述连接座和所述连接件的另一端。

8.根据权利要求1至7任一项所述的整流罩分离系统，其特征在于，多个所述第一气动开关和多个所述第二气动开关采用电控式开关，其通过控制信号线与外部控制设备连接。

9.根据权利要求8所述的整流罩分离系统，其特征在于，所述整流罩本体与火箭末端的分离方式为冷分离方式。

10.一种运载火箭，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的整流罩分离系统。