RU2354923C1 - Pyrolock with pyrogas shock absorption - Google Patents

Pyrolock with pyrogas shock absorption Download PDF

Info

Publication number
RU2354923C1
RU2354923C1 RU2007134865/11A RU2007134865A RU2354923C1 RU 2354923 C1 RU2354923 C1 RU 2354923C1 RU 2007134865/11 A RU2007134865/11 A RU 2007134865/11A RU 2007134865 A RU2007134865 A RU 2007134865A RU 2354923 C1 RU2354923 C1 RU 2354923C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sleeve
piston
housing
possibility
braking device
Prior art date
Application number
RU2007134865/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Михайлович Толмачев (RU)
Сергей Михайлович Толмачев
Евгения Элеазаровна Эзрохо (RU)
Евгения Элеазаровна Эзрохо
Владимир Константинович Иванов (RU)
Владимир Константинович Иванов
Валерий Иванович Соин (RU)
Валерий Иванович Соин
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева"
Priority to RU2007134865/11A priority Critical patent/RU2354923C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2354923C1 publication Critical patent/RU2354923C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: weapons.
SUBSTANCE: invention is related to the field of rocket and space engineering and may be used for connection and further disconnection of rocket stages, release of head fairing or separation of effective load (for instance, spacecraft). Pyrolock comprises body, bolt with groove, dowels inserted in groove, cartridge that locks dowels, working piston, intermediate piston. Working piston is installed concentrically with cartridge with the possibility of motion in it and along guide surfaces of body. Cartridge is equipped with the following components that interact with each other with the possibility of its fixation in initial position against displacements relative to body - thrust land, spring split ring, spring joined with cartridge with the possibility of interaction with working piston, and braking device. Intermediate piston is installed in body with the possibility of displacement, and cartridge is installed inside intermediate piston, area of which is more than working piston area. Braking device is installed with the possibility to block reverse motion of cartridge.
EFFECT: provides for increased reliability of connection, reduction of impact loads in the moment of separation and expansion of arsenal of applied technical facilities.
4 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области ракетной и космической техники и может быть использовано в составе систем разделения для соединения и последующего разъединения ступеней ракеты, сброса головного обтекателя или отделения полезной нагрузки (например, космического аппарата).The invention relates to the field of rocket and space technology and can be used as part of separation systems for connecting and subsequently disconnecting rocket stages, dropping the head fairing or separating a payload (for example, a spacecraft).

Известен пирозамок, содержащий корпус, болт с проточкой, вложенные в проточку сухари, запирающую гильзу и поршень, связанный с гильзой, на который воздействует давление пороховых газов, а также срезные (разрушаемые) элементы, фиксирующие исходное положение деталей (см. патент РФ №2150413, кл. B64G 1/64 от 1999 г.).Known pyrozamok containing a housing, a bolt with a groove inserted in the groove crackers, a locking sleeve and a piston associated with a sleeve, which is affected by the pressure of the powder gases, as well as shear (destructible) elements that fix the initial position of the parts (see RF patent No. 2150413 , CL B64G 1/64 of 1999).

К недостаткам этого пирозамка можно отнести высокие ударные перегрузки, порождаемые при его срабатывании ударом подвижных деталей о неподвижные, причем вся энергия пирогазов, не использованная для совершения полезной работы, превращается в удар, вредно влияющий на работу других агрегатов и приборов КА, расположенных поблизости от пирозамков.The disadvantages of this pyrozamock include high shock overloads generated when it is struck by moving parts against stationary parts, and all the energy of the pyrogas that was not used to perform useful work turns into a shock that adversely affects the operation of other spacecraft units and devices located near the pyrozamks .

В различных пирозамках проблема гашения избыточной энергии решается по-разному.In various pirozamok the problem of extinguishing excess energy is solved in different ways.

Наиболее близким из известных технических решений является выбранный в качестве прототипа пирозамок, содержащий корпус, болт с проточкой, вложенные в проточку сухари, запирающую сухари гильзу, рабочий поршень, промежуточный поршень (см. патент РФ №2102696, кл. F42B 15/00 от 1984 г.).The closest of the known technical solutions is selected as a prototype pirozamok containing a housing, a bolt with a groove, inserted into the grooves crackers, locking sleeve crackers, working piston, intermediate piston (see RF patent No. 2102696, class F42B 15/00 from 1984 g.).

Особенностью этого пирозамка является то, что после совершения рабочего хода (освобождения сухарей) гильза ударяется в подвижный поршень и увлекает его за собой, при этом объем рабочей камеры перестает увеличиваться и, следовательно, с дальнейшим ходом гильзы перестает увеличиваться механическая работа, совершаемая газом.A feature of this pyrozamok is that after making a working stroke (releasing crackers), the sleeve strikes the movable piston and carries it along with it, while the volume of the working chamber ceases to increase and, therefore, with the further course of the sleeve, the mechanical work performed by the gas ceases to increase.

Недостатком этого технического решения является то, что уже накопленная работа (в виде кинетической энергии движущихся деталей) достаточно велика и требует для ее поглощения каких-либо дополнительных устройств, например, пластично деформируемых элементов или, как указано в прототипе, пружины. Однако пружина не решает вопроса, поскольку запасенную энергию она снова отдаст, отбросив подвижные детали назад с той же скоростью. Кроме того, пружина, способная запасти энергию, обычно выделяемую пиротехническими устройствами, сделает пирозамок неоправданно тяжелым.The disadvantage of this technical solution is that the accumulated work (in the form of kinetic energy of moving parts) is large enough and requires any additional devices, for example, plastic deformable elements or, as indicated in the prototype, springs to absorb it. However, the spring does not solve the problem, since it will again give up the stored energy, pushing the moving parts back at the same speed. In addition, a spring capable of storing energy, usually emitted by pyrotechnic devices, will make the pyro lock unjustifiably heavy.

Указанная проблема усугубляется в том случае, если для повышения надежности пирозамок оснащается двумя (или более) пиропатронами, но проектируется с гарантированным срабатыванием от одного пиропатрона. В этом случае, если при срабатывании от одного пиропатрона с минимальным давлением газов обеспечен запас по силе, скажем, в 1,5 раза (отношение располагаемой силы к потребной силе), то при срабатывании от двух пиропатронов с максимальным (в пределах допуска) давлением газов запас по силе может возрасти до 3-4,5 раз и более. Таким образом, величина энергии, которую следует поглотить, колеблется в 4-7 раз, что затрудняет проектирование (или подбор) оптимального демпфера.This problem is exacerbated if, to increase reliability, the pirozamok is equipped with two (or more) squibs, but is designed with guaranteed operation from one squib. In this case, if, when triggered by a single squib, with a minimum gas pressure, a force margin of, say, 1.5 times (the ratio of available force to required force) is provided, then when triggered by two squibs with a maximum (within the tolerance) gas pressure power reserve can increase up to 3-4.5 times or more. Thus, the amount of energy that should be absorbed varies 4-7 times, which makes it difficult to design (or select) the optimal damper.

Также увеличивает ударные нагрузки на конструкцию и внезапное освобождение упругой энергии, запасенной в растянутом болте и сжатых деталях скрепляемого пакета. Эта энергия разгоняет болт, и он передает ее отделяемой детали при своем торможении, порождая дополнительный удар.It also increases shock loads on the structure and the sudden release of elastic energy stored in the extended bolt and compressed parts of the fastened package. This energy accelerates the bolt, and it transfers it to the detachable part during its braking, causing an additional blow.

Еще одним недостатком указанных пирозамков представляется наличие в них срезных (разрушаемых) элементов, фиксирующих исходное положение деталей. С точки зрения повышения надежности пирозамка усилие их среза должно быть увеличено, чтобы избежать случайных срабатываний под воздействием внешних перегрузок и ударов. А с точки зрения понижения избыточной энергии (идущей в удар) сила их среза должна быть уменьшена, так как она увеличивает потребную силу в начале хода рабочего поршня, которая после срезания штифтов становится совершенно излишней.Another drawback of these pyro locks is the presence of shear (destructible) elements in them, fixing the initial position of the parts. From the point of view of increasing the reliability of the lock, the cutting force should be increased to avoid accidental tripping under the influence of external overloads and shocks. And from the point of view of reducing excess energy (going into shock), the force of their cutoff should be reduced, since it increases the required force at the beginning of the stroke of the working piston, which becomes completely redundant after cutting the pins.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности соединения, а также снижение ударных нагрузок в момент разделения и расширение арсенала применяемых технических средств.The technical result of the invention is to increase the reliability of the connection, as well as reducing shock loads at the time of separation and expanding the arsenal of the applied technical means.

Указанный результат достигается тем, что в пирозамке, содержащем корпус, болт с проточкой, вложенные в проточку сухари, запирающую сухари гильзу, рабочий поршень, промежуточный поршень, рабочий поршень размещен концентрично с гильзой с возможностью перемещения по ней и по направляющим поверхностям корпуса, гильза снабжена взаимодействующими между собой с возможностью ее фиксации в исходном положении от перемещений относительно корпуса упорным буртом, пружинным разрезным кольцом и пружиной, связанной с ней с возможностью взаимодействия с рабочим поршнем, а также тормозным устройством непрерывного или дискретного действия, причем промежуточный поршень размещен в корпусе с возможностью перемещения в нем, гильза установлена внутри промежуточного поршня, площадь которого больше площади рабочего поршня, а тормозное устройство непрерывного или дискретного действия установлено с возможностью блокирования обратного движения гильзы. При этом поверхности взаимодействия гильзы и сухарей выполнены конусными. Тормозное устройство непрерывного действия выполнено из двух деталей - внутренней и внешней, сопряженных по конусу с углом конусности меньшим, чем угол трения, причем внутренняя деталь соединена с гильзой замка, а внешняя выполнена в виде кольца с разрезом и установлена относительно направляющей поверхности корпуса с натягом. А тормозное устройство дискретного действия выполнено в виде набора плоских разрезных колец, установленных в канавке на гильзе, или связанной с ней детали, с натягом по наружному диаметру, а направляющая поверхность корпуса выполнена с проточкой под упомянутые разрезные кольца.This result is achieved by the fact that in a pyrozam lock containing a housing, a bolt with a groove, rusks inserted into the groove, a sleeve locking rusks, a working piston, an intermediate piston, a working piston are arranged concentrically with a sleeve with the possibility of movement along it and along the guiding surfaces of the housing, the sleeve is equipped with interacting with each other with the possibility of its fixation in the initial position from movements relative to the housing by a thrust shoulder, a split spring ring and a spring connected with it with the possibility of interaction I am with a working piston, as well as a continuous or discrete brake device, the intermediate piston being placed in the housing with the possibility of moving in it, the sleeve is installed inside the intermediate piston, the area of which is larger than the working piston area, and the continuous or discrete brake device is installed with the possibility of blocking reverse movement of the sleeve. In this case, the interaction surfaces of the sleeve and crackers are made conical. The continuous brake device is made of two parts - internal and external, mated on a cone with a taper angle smaller than the angle of friction, the internal part being connected to the lock sleeve, and the external part made in the form of a ring with a slit and mounted relative to the guide surface of the housing with an interference fit. A discrete-action brake device is made in the form of a set of flat split rings mounted in a groove on a sleeve, or a part connected with it, with an interference fit along the outer diameter, and the guide surface of the housing is made with a groove for the mentioned split rings.

Наличие замка, открываемого только при наличии в рабочей полости давления, позволяет не только отказаться от срезных элементов, но и выполнить поверхность сопряжения гильзы и сухарей конусной, причем угол конуса может быть даже больше угла трения. Это дает два преимущества: во-первых, усилие, которое требуется приложить к гильзе для ее страгивания, может быть уменьшено, так как нормальные реакции, действующие на гильзу со стороны сухарей, распираемых болтом от усилия затяжки, дают составляющие вдоль оси, помогающие снятию гильзы с сухарей. А, во-вторых, по мере хода гильзы, сухари, распираемые болтом, будут перемещаться в радиальных направлениях, поддерживая непрерывный контакт с конусом гильзы, что в свою очередь даст возможность осевого перемещения хвостовика болта в сторону действия усилия затяжки. При определенном подборе величин конусов внутри и снаружи сухарей можно добиться того, что еще до полного освобождения гильзой сухарей, усилие в болте и стягиваемом пакете исчезнет (так как упругие перемещения невелики). Это должно привести к некоторому снижению удара, так как освобождение упругой энергии, запасенной в болте и стягиваемом пакете, происходит не мгновенно - при сходе гильзы с крайней кромки сухаря, а растянуто по времени, хотя и очень короткому. И, кроме того, упругая энергия частично трансформируется в кинетическую энергию движения гильзы, которая в дальнейшем гасится демпфером.The presence of the lock, which is opened only when there is pressure in the working cavity, allows not only to refuse shear elements, but also to make the interface between the sleeve and the crackers conical, and the cone angle can even be greater than the friction angle. This has two advantages: firstly, the force that is required to be applied to the sleeve for its removal can be reduced, since the normal reactions acting on the sleeve from the crackers bursting by the bolt from the tightening force give components along the axis that help to remove the sleeve with crackers. And secondly, as the sleeve moves, the crackers bursting with the bolt will move in radial directions, maintaining continuous contact with the sleeve cone, which in turn will enable the axial movement of the bolt shank in the direction of the tightening force. With a certain selection of the values of the cones inside and outside the crackers, it is possible to achieve that, even before the liners completely release the crackers, the force in the bolt and the pulled package will disappear (since the elastic displacements are small). This should lead to some reduction in shock, since the release of elastic energy stored in the bolt and the packet being pulled together does not occur instantly - when the sleeve comes off the extreme edge of the cracker, it is extended in time, albeit very short. And, in addition, the elastic energy is partially transformed into the kinetic energy of the movement of the sleeve, which is then quenched by the damper.

Поставленная задача снижения удара решается путем введения демпфера, поглощающего кинетическую энергию движущихся масс. Демпфер состоит из двух частей - пирогазового амортизатора (в виде промежуточного поршня) и тормозного устройства, препятствующего обратной отдаче подвижных деталей после их остановки. Поскольку промежуточный поршень имеет площадь больше, чем площадь рабочего поршня, то после удара гильзы в промежуточный поршень они начинают двигаться вместе, и на разнице площадей промежуточного и рабочего поршня, под действием сил давления пирогазов, возникает тормозящая сила, останавливающая, в конце концов, подвижные детали. Такое торможение, разумеется, более «плавно» по сравнению с жестким ударом в корпус. Такой амортизатор имеет также и то преимущество, что тормозящая сила всегда пропорциональна разгоняющей силе, так как они обе порождены давлением тех же пирогазов в той же самой рабочей полости, то есть, такой амортизатор имеет самонастраиваемую характеристику.The task of reducing shock is solved by introducing a damper that absorbs the kinetic energy of moving masses. The damper consists of two parts - a pyrogas shock absorber (in the form of an intermediate piston) and a brake device that prevents the return of moving parts after they stop. Since the intermediate piston has an area larger than the area of the working piston, after hitting the sleeve into the intermediate piston, they begin to move together, and a braking force arises, which ultimately stops the movable ones, under the action of the pressure forces of the pyrogas the details. Such braking, of course, is more “smooth” compared to a hard blow to the body. Such a shock absorber also has the advantage that the braking force is always proportional to the accelerating force, since they are both generated by the pressure of the same pyrogases in the same working cavity, that is, such a shock absorber has a self-tuning characteristic.

Предполагаемое изобретение поясняется чертежами, где:The alleged invention is illustrated by drawings, where:

на фиг.1 показано устройство пирозамка в исходном (закрытом) положении;figure 1 shows the device pirozamka in its original (closed) position;

на фиг.2 показано устройство пирозамка в положении конца рабочего хода, когда гильза освобождает сухари и начинается торможение;figure 2 shows the device pirozamka in the position of the end of the stroke, when the sleeve releases crackers and starts braking;

на фиг.3 показано устройство пирозамка в конечном (открытом) положении, когда тормозное устройство фиксирует подвижные детали;figure 3 shows the device pirozamka in the final (open) position, when the brake device fixes the moving parts;

на фиг.4 и 5 показаны варианты устройства пирозамка с тормозным устройством, выполненным в виде набора плоских разрезных колец.Figures 4 and 5 show variants of a pyro lock device with a brake device made in the form of a set of flat split rings.

Пирозамок содержит корпус 1, болт 2 с проточкой 3, вложенные в проточку сухари 4, запирающую сухари гильзу 5, рабочий поршень 6, промежуточный поршень 7. Рабочий поршень размещен концентрично с гильзой с возможностью перемещения по ней и по направляющим поверхностям корпуса, гильза снабжена взаимодействующими между собой с возможностью ее фиксации в исходном положении от перемещений относительно корпуса упорным буртом 8, пружинным разрезным кольцом 9 и пружиной 10, связанной с ней с возможностью взаимодействия с рабочим поршнем, а также тормозным устройством 11 непрерывного или дискретного действия, причем промежуточный поршень 7 размещен в корпусе 1 с возможностью перемещения в нем, гильза 5 установлена внутри промежуточного поршня 7, площадь которого больше площади рабочего поршня, а тормозное устройство непрерывного или дискретного действия установлено с возможностью блокирования обратного движения гильзы. При этом поверхности взаимодействия гильзы 5 и сухарей 4 выполнены конусными. Тормозное устройство непрерывного действия выполнено из двух деталей - внутренней 12 и внешней 13, сопряженных по конусу с углом конусности меньшим, чем угол трения, причем внутренняя деталь 12 соединена с гильзой 5 замка, а внешняя 13 выполнена в виде кольца с разрезом и установлена относительно направляющей поверхности корпуса 1 с натягом. А тормозное устройство дискретного действия выполнено в виде набора плоских разрезных колец 14, установленных в канавке 15 на гильзе 5, или связанной с ней детали, с натягом по наружному диаметру, а направляющая поверхность корпуса 1 выполнена с проточкой 16 под упомянутые разрезные кольца 14.The lock includes a housing 1, a bolt 2 with a groove 3, rusks 4 inserted into the groove, a sleeve 5 locking the rusks, a working piston 6, an intermediate piston 7. The working piston is concentric with the sleeve and can be moved along it and along the guiding surfaces of the housing, the sleeve is equipped with interacting with each other with the possibility of its fixation in the initial position from movements relative to the housing by a thrust collar 8, a spring split ring 9 and a spring 10 connected with it with the possibility of interaction with the working piston, as well as the brake a continuous or discrete action device 11, the intermediate piston 7 being placed in the housing 1 with the possibility of moving in it, the sleeve 5 is installed inside the intermediate piston 7, the area of which is larger than the area of the working piston, and the continuous or discrete braking device is installed with the possibility of blocking the reverse movement sleeves. Moreover, the interaction surfaces of the sleeve 5 and the crackers 4 are made conical. The continuous brake device is made of two parts - the inner 12 and the outer 13, conjugated conically with a taper angle smaller than the angle of friction, the inner part 12 being connected to the sleeve 5 of the lock, and the outer 13 made in the form of a ring with a slit and mounted relative to the guide the surface of the housing 1 with interference. A discrete-action brake device is made in the form of a set of flat split rings 14 installed in the groove 15 on the sleeve 5, or related parts, with an interference fit on the outer diameter, and the guide surface of the housing 1 is made with a groove 16 for the mentioned split rings 14.

Соединяемые пирозамком части 17 и 18 стягиваются при помощи болта 2, шайбы 19 и гайки 20. Болт 2 удерживается в корпусе пирозамка при помощи разрезного сухаря 4, удерживаемого в исходном положении гильзой 5. От поворота при затяжке гайки 20 болт 2 удерживается при помощи шлицевого соединения Ш с фланцем 21 корпуса пирозамка. (В пирозамке, показанном на фиг.1-5, корпус 1 выполнен по технологическим соображениям из пяти деталей: фланца 21 с проставкой 22 и зажатой между ними шайбой 23, и собственно корпуса 24, скрепленного с проставкой 22 накидной гайкой 25). Также и гильза 5 выполнена из трех деталей: собственно гильзы 26, упора 27 и гайки 28. Возможны другие конструктивно-технологические схемы устройства корпуса или гильзы, не влияющие на суть описываемого изобретения. Для увода болта 2 из зоны стыка при разделении служит пружина 29, упирающаяся в крышку 30, закрепленную на болте 2 винтом 31. Для контроля усилия затяжки по величине удлинения болта 2 внутри него установлена игла 32. Корпус пирозамка крепится на одной из разделяемых деталей при помощи винтов 33. Для предотвращения выпадания частей сухаря 4 после разделения, отверстие во фланце 21 перекрывается ловителем 34, перемещаемым пружиной 35. Ход ловителя ограничивается упором 36. Для предохранения от попадания в полость пирозамка посторонних частей, отверстие в корпусе 24 закрывается крышкой 37. Для предотвращения неконтролируемого сжатия подвижных деталей при сборке пирозамка между деталями корпуса устанавливается изменяемая по толщине прокладка 38, с помощью которой можно регулировать величину осевого люфта гильзы 5 в корпусе 1.The parts 17 and 18 connected by the pyro-lock are pulled together with the bolt 2, the washer 19 and the nut 20. The bolt 2 is held in the pyro-lock housing by means of the split cracker 4, which is held in its original position by the sleeve 5. From turning when the nut 20 is tightened, the bolt 2 is held by means of a spline connection Ш with a flange 21 of the pyrozam lock case. (In the pyrozamka shown in Figs. 1-5, the casing 1 is made of five parts for technological reasons: a flange 21 with a spacer 22 and a washer 23 sandwiched between them, and the casing 24 itself, fastened with a spacer 22 with a union nut 25). Also, the sleeve 5 is made of three parts: the sleeve 26 itself, the stop 27 and the nut 28. Other structural and technological schemes of the housing or sleeve device that do not affect the essence of the described invention are possible. To remove the bolt 2 from the joint zone during separation, a spring 29 is used, abutting the cover 30, fixed to the bolt 2 by a screw 31. To control the tightening force by the magnitude of the elongation of the bolt 2, a needle 32 is installed inside it. screws 33. To prevent parts of the cracker 4 from falling out after separation, the hole in the flange 21 is blocked by a catcher 34 moved by a spring 35. The catcher’s stroke is limited by a stop 36. To prevent foreign parts from entering the pyrozam chamber, the hole in the housing 24 is closed by a lid 37. To prevent uncontrolled compression of moving parts during assembly of the pyrozam, a gasket 38, which is variable in thickness, is installed between the housing parts, with which it is possible to adjust the axial play of the sleeve 5 in the housing 1.

Кроме приведенной на фиг.1 конструкции тормозного устройства, состоящего из гайки 12 с наружным конусом и разрезной втулки 13 с внутренним конусом, возможны и другие варианты, например, в проточку на одной из подвижных деталей можно поместить набор плоских упругих разрезных колец, имеющих наружный диаметр в свободном состоянии больше, чем диаметр цилиндра, в который они помещены. Тогда, если при совершении некоторого хода эти кольца будут попадать в цилиндр большего диаметра, они будут одно за другим раскрываться до этого диаметра, а после остановки и начала обратного хода уже раскрывшиеся кольца будут работать как стопорные кольца, упираясь в кромку на стыке двух диаметров. Таким образом, это устройство работает подобно храповому механизму, и максимальный обратный ход деталей не должен превышать толщины одного кольца.In addition to the design of the brake device shown in FIG. 1, consisting of a nut 12 with an outer cone and a split sleeve 13 with an inner cone, other options are also possible, for example, a set of flat elastic split rings having an outer diameter can be placed in a groove on one of the moving parts in a free state is larger than the diameter of the cylinder in which they are placed. Then, if during a certain stroke these rings fall into a cylinder of a larger diameter, they will open one by one to this diameter, and after stopping and starting the reverse stroke, the already opened rings will work as snap rings, abutting against the edge at the junction of two diameters. Thus, this device works like a ratchet mechanism, and the maximum return stroke of the parts should not exceed the thickness of one ring.

На фиг.4 и 5 показаны варианты такого устройства - на фиг.4 набор разрезных колец 14 размещен в проточке 15 между гайкой 28 и гайкой 12, которые при ходе подвижных частей вправо по цилиндрической поверхности диаметра D попадают в зону проточки 16 большего диаметра D1. На виде А показано, как раскрывшиеся до диаметра D1 кольца 14 стопорят подвижные детали 12 и 28, стремящиеся сдвинуться влево вместе с гильзой 5.Figures 4 and 5 show variants of such a device - in Fig. 4, a set of split rings 14 is placed in the groove 15 between the nut 28 and nut 12, which, when the moving parts move to the right along the cylindrical surface of diameter D, fall into the groove zone 16 of larger diameter D 1 . In the form A it is shown how to open to a diameter D 1 of the ring 14 is immobilized movable parts 12 and 28, tending to move leftward together with the sleeve 5.

На фиг.5 показан вариант того же устройства, когда набор разрезных колец 14 помещен в проточку на гильзе 26, а в качестве диаметра D1 используется диаметр в корпусе (проставке 22), по которому с ним сопрягается промежуточный поршень 7. В этом случае буртик Б (см. также фиг.1) служит для упора не только поршня 7 в исходном положении, но и для упора в него разрезных колец 14. В этом случае вместо гайки 28 устанавливается гайка 39, служащая упором для пружины 10 и для передачи на гильзу 26 сил давления газов на поршень 6.Figure 5 shows a variant of the same device when a set of split rings 14 is placed in the groove on the sleeve 26, and the diameter in the housing (spacer 22) is used as the diameter D 1 , along which the intermediate piston 7 is mated to it. In this case, the shoulder B (see also FIG. 1) serves not only to stop the piston 7 in the initial position, but also to support the split rings 14. In this case, instead of the nut 28, a nut 39 is installed, which serves as a stop for the spring 10 and for transfer to the sleeve 26 gas pressure forces on the piston 6.

Пирозамок работает следующим образом: при подаче электрического тока в цепи пиропатронов (пиропатрона) они срабатывают, выделяя пирогазы высокого давления. По каналам К пирогазы попадают в рабочую полость П и воздействуют на поршни 6 и 7, создавая пропорциональные площадям поршней силы, которые стремятся сдвинуть промежуточный поршень 7 влево, а рабочий поршень 6 - вправо. Поршень 7 пока остается на месте, упертый в буртик Б на проставке 22, а поршень 6 перемещается вправо (сжимая пружину 10) до упора в гайку 28, через которую передает усилие на гильзу 26 и упор 27. При этом цилиндрический выступ поршня 6 выходит из-под разрезного кольца 9, освобождая ему пространство для сжатия на меньший диаметр, что означает открытие замка исходного положения. Под нажимом упора 8 кольцо 9, взаимодействуя с конической поверхностью на корпусе 24, сжимается до диаметра, по которому корпус 24 сопрягается с поршнем 6, и в дальнейшем перемещается вместе с гильзой 5 и другими соединенными с нею подвижными деталями.Pyrozamok works as follows: when an electric current is supplied to the pyro cartridge (pyro cartridge) circuit, they fire, releasing high-pressure pyrogases. Through the channels K, the pyrogases enter the working cavity P and act on the pistons 6 and 7, creating forces proportional to the areas of the pistons, which tend to shift the intermediate piston 7 to the left, and the working piston 6 to the right. The piston 7 remains in place, rested in the shoulder B on the spacer 22, and the piston 6 moves to the right (compressing the spring 10) until it stops in the nut 28, through which it transfers force to the sleeve 26 and the stop 27. In this case, the cylindrical protrusion of the piston 6 leaves - under the split ring 9, freeing up space for compression to a smaller diameter, which means opening the lock of the initial position. Under the pressure of the stop 8, the ring 9, interacting with a conical surface on the housing 24, is compressed to a diameter along which the housing 24 mates with the piston 6, and subsequently moves together with the sleeve 5 and other movable parts connected to it.

При движении вправо тормозное устройство 11, состоящее из гайки 12 с наружным конусом и разрезной втулки 13 с внутренним конусом не препятствует движению - гайка 28 толкает своим буртиком разрезную втулку 13, которая скользит по цилиндрической поверхности корпуса 24 с небольшой силой трения, создаваемой упругими силами втулки. При перемещении гильзы 5 вправо до упора в промежуточный поршень 7 гильза освобождает сухари 4, которые под давлением со стороны конической поверхности болта 2 раздвигаются в радиальных направлениях, освобождая болт 2.When moving to the right, the brake device 11, consisting of a nut 12 with an outer cone and a split sleeve 13 with an inner cone does not interfere with the movement - the nut 28 pushes the split sleeve 13 with its shoulder, which slides along the cylindrical surface of the housing 24 with a small friction force created by the elastic forces of the sleeve . When moving the sleeve 5 to the right until it stops in the intermediate piston 7, the sleeve releases crackers 4, which, under pressure from the conical surface of the bolt 2, move apart in radial directions, releasing the bolt 2.

Если наружные сопрягаемые поверхности сухарей и гильзы выполнены конусными, то освобождение сухарей будет плавным и пропорциональным перемещению гильзы. При определенном соотношении углов конусности между сухарем и гильзой и между болтом и сухарем можно добиться, чтобы большая (или даже вся) упругая энергия, запасенная в растянутом усилием затяжки болте (и в сжатом пакете скрепляемых деталей) была освобождена плавно еще до того момента, как гильза полностью освободит сухари. Это предотвращает мгновенное превращение этой упругой энергии в кинетическую энергию движения болта, с которой он ударит в деталь 17 отделяемой части ЛА. Эта упругая энергия в большей степени будет передана гильзе (за счет осевых составляющих сил, действующих по конусу), и в дальнейшем будет поглощена демпфером замка.If the external mating surfaces of the crackers and the sleeve are conical, then the release of the crackers will be smooth and proportional to the movement of the sleeve. With a certain ratio of taper angles between the cracker and the sleeve and between the bolt and the cracker, it is possible to achieve that a large (or even all) elastic energy stored in the tensile force of the bolt (and in the compressed package of fastened parts) is smoothly released even before the moment the sleeve will completely free crackers. This prevents the instantaneous transformation of this elastic energy into the kinetic energy of movement of the bolt, with which it will hit part 17 of the detachable part of the aircraft. This elastic energy will be transferred to a greater extent to the liner (due to the axial components of the forces acting along the cone), and will subsequently be absorbed by the lock damper.

Болт 2 под действием пружины 29 перемещается влево до упора в отделяемую деталь 17 (см. фиг.2). Пружина 29 решает две задачи - увести болт 2 из зоны стыка, а также зафиксировать его в этом положении на этапе дальнейшего полета ЛА. После упора гильзы 5 в промежуточный поршень 7 он начинает двигаться вместе с другими подвижными деталями вправо. При этом давление пирогазов в пирокамере П создает две силы - действующую вправо (на разгон), пропорциональную площади рабочего поршня 6, и действующую влево (на торможение), пропорциональную площади промежуточного поршня 7. Поскольку площадь промежуточного поршня больше, чем площадь рабочего поршня, результирующая сила направлена на торможение подвижных деталей, их скорость будет уменьшаться и, пройдя некоторый ход, они остановятся. Поскольку результирующая сила по-прежнему направлена влево, подвижные детали начнут обратное движение влево, и в этот момент тормозное устройство останавливает их движение, предотвращая их разгон влево и последующий удар. Наружный конус гайки 12 расклинивает разрезную втулку 13 и благодаря малому углу конусности (меньшему, чем угол трения) создает большую распирающую силу, которая порождает силу трения, превышающую действующую на подвижные детали результирующую силу от пирогазов. В этом положении подвижные детали останавливаются (см. фиг.3), тем самым, предотвращая большие ударные перегрузки при ударе движущихся с большой скоростью подвижных деталей в корпус замка.The bolt 2 under the action of the spring 29 moves to the left until it stops in the detachable part 17 (see figure 2). Spring 29 solves two problems - to remove the bolt 2 from the joint zone, as well as fix it in this position at the stage of the further flight of the aircraft. After the stop sleeve 5 in the intermediate piston 7, it begins to move together with other moving parts to the right. The pressure of the pyrogas in the pyrochamber P creates two forces - acting to the right (to accelerate), proportional to the area of the working piston 6, and acting to the left (to brake), proportional to the area of the intermediate piston 7. Since the area of the intermediate piston is larger than the area of the working piston, the resulting the force is directed at braking the moving parts, their speed will decrease and, after passing a certain stroke, they will stop. Since the resulting force is still directed to the left, the moving parts will begin to move backward to the left, and at this moment the braking device stops their movement, preventing them from accelerating to the left and subsequent impact. The outer cone of the nut 12 wedges the split sleeve 13 and, due to the small taper angle (smaller than the friction angle), creates a large tearing force that generates a friction force that exceeds the resulting force from the pyrogas acting on the moving parts. In this position, the moving parts stop (see FIG. 3), thereby preventing large shock overloads when impacted by moving moving parts at high speed into the lock case.

Благодаря такому выполнению пирозамка достигается указанный выше заявленный технический результат.Thanks to this embodiment, the pyro lock is achieved the above stated technical result.

Claims (4)

1. Пирозамок, содержащий корпус, болт с проточкой, вложенные в проточку сухари, запирающую сухари гильзу, рабочий поршень, промежуточный поршень, отличающийся тем, что рабочий поршень размещен концентрично с гильзой с возможностью перемещения по ней и по направляющим поверхностям корпуса, гильза снабжена взаимодействующими между собой с возможностью ее фиксации в исходном положении от перемещений относительно корпуса упорным буртом, пружинным разрезным кольцом и пружиной, связанной с гильзой с возможностью взаимодействия с рабочим поршнем, а также тормозным устройством, причем промежуточный поршень размещен в корпусе с возможностью перемещения в нем, гильза установлена внутри промежуточного поршня, площадь которого больше площади рабочего поршня, а тормозное устройство установлено с возможностью блокирования обратного движения гильзы.1. Pyrozamok comprising a housing, a bolt with a groove, rusks inserted into the groove, a sleeve for locking rusks, a working piston, an intermediate piston, characterized in that the working piston is concentric with the sleeve and can be moved along it and along the guiding surfaces of the housing, the sleeve is equipped with interacting with each other with the possibility of its fixation in the initial position from movements relative to the housing by a thrust collar, a spring split ring and a spring connected with the sleeve with the possibility of interaction with the working pore therein, as well as a braking device, wherein the intermediate piston disposed within the housing to be movable therein, the intermediate sleeve is mounted inside the piston, which area greater than the area of the working piston, and the braking device is arranged to block reverse movement of the sleeve. 2. Пирозамок по п.1, отличающийся тем, что поверхности взаимодействия гильзы и сухарей выполнены конусными.2. Pyrozamok according to claim 1, characterized in that the interaction surfaces of the sleeve and crackers are made conical. 3. Пирозамок по п.1, отличающийся тем, что тормозное устройство является тормозным устройством непрерывного действия и состоит из двух деталей - внутренней и внешней, сопряженных по конусу с углом конусности меньшим, чем угол трения, причем внутренняя деталь соединена с гильзой замка, а внешняя выполнена в виде кольца с разрезом и установлена относительно направляющей поверхности корпуса с натягом.3. Pyrozamok according to claim 1, characterized in that the braking device is a continuous braking device and consists of two parts - internal and external, conjugated on a cone with a taper angle smaller than the angle of friction, and the internal part is connected to the lock sleeve, and the outer one is made in the form of a ring with a slit and mounted relative to the guide surface of the housing with interference. 4. Пирозамок по п.1, отличающийся тем, что тормозное устройство является тормозным устройством дискретного действия и состоит из набора плоских разрезных колец, установленных в канавке на гильзе, или связанной с гильзой детали, с натягом по наружному диаметру, а направляющая поверхность корпуса выполнена с проточкой под упомянутые разрезные кольца. 4. Pyrozamok according to claim 1, characterized in that the braking device is a discrete-acting braking device and consists of a set of flat split rings mounted in a groove on a sleeve, or a part connected with the sleeve, with an interference fit on the outer diameter, and the guide surface of the housing is made with a groove for the mentioned split rings.
RU2007134865/11A 2007-09-20 2007-09-20 Pyrolock with pyrogas shock absorption RU2354923C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007134865/11A RU2354923C1 (en) 2007-09-20 2007-09-20 Pyrolock with pyrogas shock absorption

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007134865/11A RU2354923C1 (en) 2007-09-20 2007-09-20 Pyrolock with pyrogas shock absorption

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2354923C1 true RU2354923C1 (en) 2009-05-10

Family

ID=41020063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007134865/11A RU2354923C1 (en) 2007-09-20 2007-09-20 Pyrolock with pyrogas shock absorption

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2354923C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2467933C2 (en) * 2011-01-12 2012-11-27 Открытое акционерное общество "Машиностроительное конструкторское бюро "Искра" имени Ивана Ивановича Картукова" Separation charge
RU2534856C1 (en) * 2013-04-23 2014-12-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный центр двойных технологий "Союз" (ФГУП "ФЦДТ "Союз") Pyrolock with tie bolt location at angle to axis
RU2669901C1 (en) * 2017-10-05 2018-10-16 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" Pyrolock

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2467933C2 (en) * 2011-01-12 2012-11-27 Открытое акционерное общество "Машиностроительное конструкторское бюро "Искра" имени Ивана Ивановича Картукова" Separation charge
RU2534856C1 (en) * 2013-04-23 2014-12-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный центр двойных технологий "Союз" (ФГУП "ФЦДТ "Союз") Pyrolock with tie bolt location at angle to axis
RU2669901C1 (en) * 2017-10-05 2018-10-16 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" Pyrolock

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3676181B1 (en) Separation device for spacecraft and a method for separation
US5160233A (en) Fastening apparatus having shape memory alloy actuator
US4458921A (en) Seat belt tensioning device
US6629486B2 (en) Resettable separation nut with a low level of induced shock
US4860969A (en) Airborne body
US20130101369A1 (en) Tripped unlocking device, connecting two detachable subassemblies
RU2354923C1 (en) Pyrolock with pyrogas shock absorption
JP2009511319A (en) Device for connecting and disconnecting launch vehicles and satellites
US5317975A (en) Device for ejecting payload elements from the casing of a carrier shell
WO2005085014A1 (en) Lifting device
RU2321527C1 (en) Device for quick separation of spacecraft or rocket pod parts
CN111453001A (en) Connecting and unlocking mechanism driven by shape memory alloy spring
US4441738A (en) Seat belt tensioning device
CN112298620B (en) Firer connecting and unlocking device
US4484439A (en) Thrust reversal system
JP3963287B2 (en) Booster rocket coupling device
US9200597B1 (en) Extendable nozzle for rocket engine
CN109625337B (en) Recoverable rocket leg type buffer with time-sharing serial triggering function
US4410293A (en) Mechanical preload nut assembly
CN112373732A (en) Low-impact small-sized spacecraft separation releasing mechanism
EP3867156B1 (en) A separation device for a spacecraft
WO2001002248A1 (en) Method and device for the separation of a satellite from a carrier rocket
RU2127821C1 (en) Jet engine ignition device
CA3142850A1 (en) Multiple hold down and separation device for spacecraft, and methods to remove a spacecraft from a dispenser of a launcher and to install a multiple hold down and separation device for spacecraft
EP2150707B1 (en) Locking device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180921

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20200303

PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20200305