[發明專利]深空探測器用燃燒驅動型耐高溫火工分離裝置裝藥序列

有效

• 申請號: 201911082693.2
• 申請日: 2019-11-07
• 公開（公告）號: CN110749251B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 嚴楠;賀翔;葉耀坤;丁鋒;姜曉斌;羅毅欣;黃金紅;趙變玲;呂智星;畢文輝;穆慧娜
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: F42B33/02
• 分類號: F42B33/02
• 代理公司: 北京智橋聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11560
• 代理人: 洪余節

本發明公開了一種深空探測器用燃燒驅動型耐高溫火工分離裝置裝藥序列，包括點火器、橋絲、超細顆粒鎂點火藥、細顆粒鎂點火藥、硼硝酸鉀、定位環、傳火孔封口墊、雙向壓力藥筒、作動裝置殼體、燃氣通道。所述超細顆粒鎂點火藥、細顆粒鎂點火藥、硼硝酸鉀組成180℃至200℃耐高溫裝藥序列，點火器與雙向壓力藥筒間的距離為3.15毫米，四個傳火孔直徑1.5毫米。兩組點火器為冗余設計，點火器、雙向壓力藥筒、點火器三者呈軸線對準安裝在具有“T”型三通燃燒室結構的作動裝置殼體內，任意一個點火器正常工作，均可獨立完成分離任務，可提高點火?作功的功能可靠性。

技術領域

本發明涉及耐高溫點式分離航天火工分離裝置及裝藥技術。

背景技術

本發明專利所述點式分離火工分離裝置是指用于各類航天器上各分離部件之間的連接-分離的火工分離裝置，通常由電爆管和連接-分離機械裝置兩部分組成。

本發明專利所述裝藥技術是指在火工裝置中所用各藥劑組分特性、裝藥序列結構、能量輸入結構、能量輸出結構及其裝藥工藝等相關技術。

深空探測器用爆炸驅動型火工分離裝置是指用于飛行器上點式分離結構的連接與解鎖的分離裝置。通常它由火工品(點火器和雙向壓力藥筒)和作動執行機構(連接與解鎖機構)兩部分組成。組成材料一般有火工藥劑、金屬材料、橡膠等。深空探測器上使用的燃燒驅動型火工分離裝置經常需要承受很高的空間環境溫度，如高達130℃至170℃，考慮到留有一定的安全溫度余量及考慮航天火工裝置通用規范中相關規定，火炸藥的分解、自燃、熔化的最低溫度應比預示最高使用溫度至少高30℃的要求，因此設計驗證能夠耐受180℃至200℃耐高溫燃燒驅動型點式火工分離裝置及其裝藥具有重要的意義。

現有的燃燒驅動型火工作動裝置的裝藥序列中常含有斯蒂芬酸鉛、黑火藥、2/1樟等藥劑。其中斯蒂芬酸鉛為常用橋絲點火藥，其5秒爆發點為267℃，一般含有一個結晶水，加熱到115℃、16小時開始脫結晶水，145℃、3小時快速脫水，同時還可能發生熱分解、變色、失重、晶體破碎、粘合劑熔化或分解、粘合劑遷移等現象，因而藥劑在高溫環境下存在不良反應隱患，同時失去的結晶水可能會進一步破壞裝置內部其它藥劑的安定性和結構密封性，這些安定性變化可能會導致火焰感度和輸出威力的變化；黑火藥為常用作功藥，有不同藥型的系列類型，發火點為290℃至310℃，它們存在起始反應溫度較低(130℃)、在150℃以上高溫條件下存在失重顯著、感度變化等問題；2/1樟為常用作功藥，其5秒爆發點為237℃，經高溫試驗驗證它在160℃至170℃高溫條件下會發生快速熱分解，甚至完全失效。由于火工作動裝置現有的裝藥序列不耐高溫，而耐高溫的藥劑往往橋絲感度、火焰感度、燃速、燃燒熱等性能均會大幅降低，造成耐高溫裝藥序列性能的感度、傳火、作功特性與傳統裝藥具有很大不同，需要全新設計和驗證。

因此欲設計耐高溫150℃以上的深空探測器用燃燒驅動型耐高溫火工分離裝置，需要能耐受180℃以上的裝藥序列設計，并進行耐高溫試驗驗證。

發明內容

為了解決現有火工作動裝置缺少耐高溫180℃以上的裝藥序列類型、難以實現傳火序列冗余設計、難以進行高溫試驗驗證等問題，本發明提供了一種深空探測器用燃燒驅動型耐高溫火工分離裝置中的兩組裝藥序列及雙向引燃壓力藥筒結構，實現了可靠點火-傳火功能的冗余設計，該裝藥序列還能夠耐溫180℃至200℃，解決了現有分離裝置的裝藥序列不耐受所述高溫的問題。

本發明的技術解決方案是：一種深空探測器用燃燒驅動型耐高溫火工分離裝置新型裝藥序列，包括：耐高溫藥劑的篩選和裝藥序列的設計。