[發(fā)明專利]一種星箭分離減沖擊連接裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410221720.0
• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號(hào): CN104058107A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁繼鋒;王金剛;王平;郝文宇;肖偉;柴智淵;劉晨;陳忠貴;劉天雄;遲軍;謝軍;劉崇華;叢飛;周耀華;張洪波
• 申請（專利權(quán)）人: 北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部
• 主分類號(hào): B64G1/64
• 分類號(hào): B64G1/64
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 高燕燕;仇蕾安

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種星箭分離減沖擊連接裝置，尤其適用于采用點(diǎn)式連接接口形式的衛(wèi)星。

背景技術(shù)

星箭分離沖擊是衛(wèi)星在發(fā)射過程中需要經(jīng)歷的最為苛刻的力學(xué)環(huán)境之一。星箭分離時(shí)刻，火工品爆炸瞬間會(huì)產(chǎn)生大量級(jí)的高頻沖擊載荷，其作用在衛(wèi)星結(jié)構(gòu)上會(huì)產(chǎn)生高頻、大量級(jí)的瞬態(tài)加速度響應(yīng)，一般情況下它可達(dá)到數(shù)萬g,作用時(shí)間為幾個(gè)毫秒，頻段寬度達(dá)到上萬甚至百萬赫茲，它能對航天器上具有晶振、脆性材料等的精密電子設(shè)備造成致命損傷，從而造成航天任務(wù)的失敗，甚至發(fā)生災(zāi)難性的事故。

目前，航天工程實(shí)踐中，一般是通過在總體布局中把對沖擊敏感的單機(jī)設(shè)備安裝在距離火工沖擊源(星箭分離面)較遠(yuǎn)的位置，通過增加沖擊載荷在結(jié)構(gòu)中傳遞的距離實(shí)現(xiàn)沖擊載荷的衰減，或者是在單機(jī)設(shè)備安裝位置增加橡膠墊等柔性緩沖墊實(shí)現(xiàn)緩沖。但是，增加傳遞距離和附加柔性緩沖墊的方式無法滿足衛(wèi)星系統(tǒng)級(jí)緩沖設(shè)計(jì)和連接剛度的要求。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種星箭分離減沖擊連接裝置，能夠增加星箭分離時(shí)沖擊載荷在過星箭連接界面的衰減量，降低衛(wèi)星上的沖擊響應(yīng)量級(jí)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：該星箭分離減沖擊的星箭連接裝置具體為一個(gè)20mm厚、直徑為180mm的圓盤，圓盤上開有1個(gè)火工品安裝孔、6個(gè)螺栓連接孔和1個(gè)分離彈簧頂桿頂壓孔以及1個(gè)緩沖孔；其中緩沖孔為沉孔，其余均為通孔。

以圓盤中心為原點(diǎn)，作相互垂直的兩條直線分別為x軸和y軸，設(shè)定x軸 和y軸正向之后，則下連接盤被劃分為四個(gè)象限，順次為第一象限、第二象限、第三象限以及第四象限。

6個(gè)螺栓連接孔分布在直徑為150mm的上連接盤同心圓的圓周上，其中6個(gè)螺栓連接孔中心與圓盤圓心的連線與x軸正向的夾角分別為27.5°、72.5°、117.5°、162.5°、207.5°和252.5°。

火工品安裝孔位于第二象限內(nèi)，火工品安裝孔的中心距離圓盤中心48mm；分離彈簧頂桿頂壓孔位于第四象限內(nèi)，距離圓盤中心62mm；其中分離彈簧頂桿頂壓孔與火工品安裝孔的中心點(diǎn)連線過圓盤中心、且與x軸負(fù)向成45°角。

緩沖孔為一8mm深的沉孔，其正投影形狀為一個(gè)以圓盤中心為圓心、直徑為120mm的圓周A，圓周A在第二象限和第四象限內(nèi)分別進(jìn)行局部調(diào)整，即在第二象限內(nèi)避開火工品安裝孔，同時(shí)在第四象限內(nèi)避開分離彈簧頂桿頂壓孔。

優(yōu)選地，圓周A在第一象限和第三象限內(nèi)所成圓弧分別為第一圓弧和第三圓弧，圓周A在第二象限內(nèi)調(diào)整為第二圓弧、在第四象限內(nèi)調(diào)整為第一線段；則緩沖孔的正投影形狀由第一圓弧、第二圓弧、第三圓弧以及第一線段合圍而成。

第二圓弧為在第二象限對圓周A進(jìn)行的局部調(diào)整：第二圓弧的圓心A位于分離彈簧頂桿頂壓孔與火工品安裝孔的中心點(diǎn)連線上，以A為圓心、半徑為70.7mm的圓周在第二象限內(nèi)所成的劣弧即為第二圓??；其中第二圓弧與第一圓弧之間以及第二圓弧與第三圓弧之間均具有一個(gè)半徑為10mm的倒角。

第一線段為在第四象限內(nèi)對圓周A進(jìn)行的局部調(diào)整：在距離圓心47.3mm處、垂直于圓心與頂壓孔之間連線的直線與圓周A相交所成線段。

有益效果：

本發(fā)明結(jié)針對某采用點(diǎn)式星箭接口的衛(wèi)星在星箭分離沖擊響應(yīng)過大的問題，在衛(wèi)星與運(yùn)載火箭之間的連接盤上附加一個(gè)緩沖孔，該緩沖孔為沉孔，能夠改變星箭連接盤的阻抗，減小衛(wèi)星與運(yùn)載火箭的接觸面積，因此，星箭分離時(shí)刻，沖擊載荷從運(yùn)載一側(cè)通過星箭界面?zhèn)鬟f到衛(wèi)星上的過程，附加緩沖孔方案的星箭連接裝置增加了沖擊波傳遞過程中的反射和折射，增加了沖擊載荷的 衰減量，從而降低了衛(wèi)星上的沖擊響應(yīng)量級(jí)。

附圖說明

圖1為本裝置與衛(wèi)星接頭連接之后的結(jié)構(gòu)圖；其中1-衛(wèi)星接頭、2-為本連接裝置、3-爆炸螺栓、4-衛(wèi)星接頭上連接衛(wèi)星主承力桁架的接口；

圖2為本裝置圓盤上所開各孔位置示意圖；其中5-火工品安裝孔、6-螺栓連接孔、7-緩沖孔、8-分離彈簧頂桿頂壓孔；

圖3為使用無緩沖孔的圓盤與有緩沖孔的圓盤時(shí)，衛(wèi)星接頭一側(cè)沖擊載荷的比較圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。