[發明專利]一種氣動式內埋載荷高速彈射裝置

無效

• 申請號: 201410014518.0
• 申請日: 2014-01-10
• 公開（公告）號: CN103754366A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 劉巍;賈振元;付饒;李曉東;錢寶偉;張洋;尚志亮
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B64D1/02
• 分類號: B64D1/02
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 關慧貞

技術領域

本發明屬于飛行器領域，涉及一種氣動式內埋載荷高速彈射裝置，該裝置可實現內埋載荷模型的掛載和高速彈射功能。

背景技術

飛行器的有效載荷是指飛行器機體以外具有作戰等功能的懸掛物，此類懸掛物能夠大幅提高飛行器的實用性能。未來高性能飛行器由于超音速巡航，高機動，隱身性能的要求，上述的有效載荷常采用內埋式的方式掛載于飛行器機身內部，并采用彈射的方式進行投放。當內埋載荷彈射時，飛行器機身下的投放艙艙門打開，內埋載荷被彈射裝置投放出去，與飛行器安全分離。載荷采用內埋式進行投放具有減小飛行器的空氣阻力并提高其隱身性能的重要優勢。然而飛行器高速飛行時的擾動流場會對載荷的分離運動和分離后的運動產生巨大影響，具體表現為載荷在離開飛行器機艙后受到擾動流場力作用，載荷的俯仰角發生正向或反向的極大變化，有可能出現載荷反向撞擊飛行器的嚴重后果。為避免上述情況的發生，要求飛行器的投放裝置可以使內埋載荷在艙門打開后能夠穩定的掛載，并能使內埋載荷以指定的俯角，高速度和高角速度彈射出去。

目前的內埋載荷投放裝置的方案，如美國空軍實驗室的Rudy?A.Johnson等人采用了雙預緊彈簧提供投放力，投放物由爆炸螺栓支撐，通過螺栓起爆橫截面斷裂分離的投放方案。這種設計的優點是結構簡單，彈簧有預緊力可在短沖程和時間內獲得高速度，在分離同時彈簧施加投放力，缺點是爆炸螺栓起爆有一定安全隱患，并且安裝后彈簧預緊力調整不方便，不能隨時調整投放力大小。大連理工大學的研究人員曾研究了一種能夠控制內埋載荷投放角度，投放速度以及投放角速度的一種氣動式內埋載荷投放裝置。該裝置是以氣缸為動力元件的空間多連桿裝置，通過兩對抓持爪實現對內埋載荷的掛載，通過橫向放置的氣缸缸體和氣缸活塞桿的相對運動驅動投放裝置并帶動內埋載荷一同運動；直至氣缸達到行程極限，投放裝置停止運動，內埋載荷以特定的初速度，初角速度以及俯角從抓持爪中脫離，進而與投放裝置分離。然而，此裝置的氣缸橫向放置，并在投放內埋載荷的過程中隨著整個投放裝置一同運動，極大的增加投放裝置的實際運動零件的質量，降低了內埋載荷能夠達到的最高投放速度和角速度；另外，此投放裝置靠其抓持機構夾緊內埋載荷，其掛載方式不夠穩定，并且在投放過程中內埋載荷與抓持機構的接觸點時刻變化，不能夠保證內埋載荷的投放過程的穩定。另外，大連理工大學的研究人員在《內埋氣動式彈射裝置設計與虛擬樣機仿真研究》論文中曾研究過另一種內置氣動式彈射裝置，該裝置是以豎直方向的氣動力驅動的空間多連桿裝置，能夠控制內埋載荷投放角度，投放速度以及投放角速度；該裝置相對于橫向放置的氣缸能夠減小運動零件的質量，提高內埋載荷的投放速度，它通過兩個掛鉤實現對內埋式載荷的掛載，通過上下同步桿限定運動桿的運動軌跡，通過運動桿的四個限位角點處的限位桿限定內埋載荷的位置并帶動內埋載荷共同運動，當裝置達到行程極限時，裝置停止運動，內埋載荷以特定的初速度，初角速度以及俯角與運動桿分離。然而，此裝置所有運動零件的質量大，慣性大，無法實現在一定的氣壓下的高速投放，另外，運動桿的四個角點為懸臂結構，剛性差，在高速運動過程中難以實現對內埋式載荷位置的穩定限制，內埋載荷容易竄動，造成內埋載荷與掛鉤相撞的事故，致使內埋載荷投放的運動參數重復性差，同時，氣缸與運動桿的連接部位在運動過程中承受很大載荷容易破壞，掛鉤與運動桿的連接部位在運動過程中容易與內埋載荷相碰破壞，上述易損壞零件破壞后裝卸維修困難。

發明內容