[發明專利]一種變阻尼的二級火工液壓阻尼推力筒

有效

• 申請號: 201910955432.0
• 申請日: 2019-10-09
• 公開（公告）號: CN110792718B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 鄧飛;龍軍;楊濤;戚鵬;毛義峰
• 申請（專利權）人: 四川航天川南火工技術有限公司
• 主分類號: F16F9/19
• 分類號: F16F9/19;F16F9/36;F16F9/32
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 王衛軍

本發明屬于火工作動裝置領域，具體涉及一種變阻尼的二級火工液壓阻尼推力筒，該推力筒包括殼體、一級活塞、液壓油、芯級活塞、前封頭、擋圈；殼體與一級活塞之間的容腔與一級活塞與芯級活塞之間的容腔裝有液壓油形成兩個儲油腔，兩個儲油腔通過一級活塞上徑向設置的過油孔相通。本發明由于采用了徑向布置過油孔的方案，利用芯級活塞的外錐面和前封頭內錐面對過油孔的遮擋，實現了啟動與到位的變阻尼功能，降低了啟動及到位沖擊，相比于原有針孔阻尼結構，該推力筒結構空間利用率高，有效行程大。

技術領域

本發明涉及一種帶啟動與到位變阻尼的二級火工液壓阻尼推力筒，適用于導彈彈翼展開、衛星太陽帆板展開等要求運動過程平穩、啟動及到位沖擊小的導彈武器、航空航天等領域。

背景技術

火工作動裝置依靠火藥燃燒，能夠在極短的時間內釋放出相當大的能量，并轉化成機械能輸出做功，以完成預定程序動作。相較于傳統電力驅動，火工作動筒裝置體積小重量輕，更適用于一次性作動的工況。隨著航空航天技術的發展，在運載火箭、人造衛星、導彈武器系統上的運用越加廣泛。

傳統火工作動筒以輸出推力為主，無需考慮阻尼。但在導彈彈翼展開，衛星荷載驅動或太陽帆板展開等工況，要求驅動平穩，啟動與到位沖擊小，傳統無阻尼作動筒難以滿足需求。液壓阻尼利用液體阻尼作用以提供運動的阻力，耗減物體運動能量以起一定程度保護作用，將液壓阻尼技術與火工作動筒結合將能解決上述問題。

目前，火工液壓阻尼作動筒在航空航天領域已經有所應用，其阻尼結構也分為變阻尼與恒定阻尼。由于部分工況如導彈彈翼展開，為避免彈翼到位沖擊過大導致結構破壞，要求展開時間短但到位速度小，故常采用變阻尼結構。

常用變阻尼火工液壓阻尼作動筒采用針孔變阻尼結構：過油孔軸向布置，在過油孔兩側均設置有一個密封活塞，其中一個活塞上有一堵針。工作時，燃氣推動活塞運動，將液壓油壓至過油孔的另一側以實現阻尼作動；在活塞運動到一定位置后，堵針進入過油孔，減小過油截面積以實現變阻尼。由于針孔阻尼結構需要軸向布置儲油腔，占用了軸向空間，作動裝置有效行程占比(有效行程/作動筒本體長度)較小，不適應于對行程要求較大的工況，且僅有到位變阻尼，不適用于對啟動沖擊要求嚴格的工況。

傳統的非火工多級液壓阻尼驅動裝置依靠外置油泵將液壓油壓入多級活塞內部以實現功能，在地面設備或民用領域被廣泛使用。但由于這種方式需要外置儲油腔與加壓裝置，體積大且較為笨重，不適用于對體積與重量要求較高的航空航天領域。目前，就國內火工品領域而言，火工阻尼作動筒普遍為單級結構，行程較小。

阻尼力與活塞運動速度相關，作動筒啟動時活塞由靜止開始加速，故初始狀態阻尼小。由于火藥燃燒劇烈，燃氣推力大，但此時阻尼小，致使其初始沖擊較大。在航天領域，特別是衛星上帶精密設備荷載的位移驅動，要求整個運動全程沖擊小，即啟動及到位時沖擊小，目前常規的僅帶到位變阻尼的火工阻尼結構并不適應用于上述工況。

發明內容

本發明解決的技術問題是：針對現有火工液壓阻尼作動筒有效行程占比(行程/作動筒本體)較小且僅有到位緩沖，無法滿足大行程低沖擊驅動需求的問題，提供一種空間利用率高、行程較大的二級火工液壓阻尼作動筒，且啟動及到位均帶變阻尼降沖擊功能。

本發明解決上述技術問題是通過如下技術方案予以實現的：

一種變阻尼的二級火工液壓阻尼推力筒：包括殼體、一級活塞、液壓油、芯級活塞、前封頭、擋圈；殼體與一級活塞的活塞桿之間的容腔裝有液壓油形成儲油腔Ⅰ，一級活塞與芯級活塞之間的容腔內裝有液壓油形成儲油腔Ⅱ，兩個儲油腔通過一級活塞上徑向設置的過油孔相通；所述的前封頭安裝在儲油腔Ⅰ右端部，擋圈安裝在一級活塞右端部，前封頭內孔左端與芯級活塞左端錐臺加工有一定錐度，前封頭的內孔的內表面為錐面，內孔的孔徑由左至右逐漸減小，芯級活塞左端的錐臺外表面為錐面，錐臺的外徑由左至右逐漸增大。