[實用新型]一種運載火箭的級間冷分離結構

有效

• 申請號: 201922428337.3
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN211685687U
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 彭小波;鄭立偉;崔深山
• 申請（專利權）人: 北京星際榮耀空間科技有限公司;北京星際榮耀科技有限責任公司
• 主分類號: B64G1/64
• 分類號: B64G1/64
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 王藝涵

本實用新型公開了一種運載火箭的級間冷分離結構，包括前艙體，尾端連接有分離彈簧頂桿支架；后艙體，前端通過級間分離連接解鎖裝置和前艙體的尾端相連；后艙體上連接有與分離彈簧頂桿支架的位置對應的分離彈簧支座；級間分離連接解鎖裝置用于鎖定前艙體和后艙體，并在接收到分離指令后解除前艙體和后艙體之間的鎖定；分離彈簧組件，彈性支撐在分離彈簧支座和分離彈簧頂桿支架之間，具有為前艙體和后艙體提供分離沖量的彈性件。通過在前艙體和后艙體之間設置分離彈簧組件，當級間分離連接解鎖裝置在火工作用下斷開時，分離彈簧組件的彈性件產生驅使前艙體和后艙體相互遠離的作用力，可以提高前艙體和后艙體的分離速度，提高箭體分離時的安全性。

技術領域

本實用新型涉及航空航天技術領域，具體涉及一種運載火箭的級間冷分離結構。

背景技術

通常利用運載火箭作為運載工具將各類衛星等有效載荷送入太空，運載火箭通常是由2至4級組成的，每級都包括電氣設備、承載結構、動力系統等。

每當下面級完成工作后，運載火箭必須要拋棄下面級以提高運載能力、確保有效載荷進入太空，故運載火箭均需設計級間分離結構。

當前運載火箭級間分離主要有兩種方式：熱分離與冷分離。熱分離是指上面級發動機啟動且后艙體與前艙體尚未分離時，上面級發動機推力作為分離沖量來源；冷分離是指上面級發動機啟動時后艙體與前艙體尚已分離，分離沖量不是來源于上面級發動機。

現有民用火箭分離采用的是火藥切割分離機構，在待分離艙體內壁中部開環形剪切槽，并在環形剪切槽內通過切割盤封裝切割藥，當艙體分離時，引燃切割器殼體內的剪切藥，剪切藥將分離艙內壁的環形剪切槽切斷，實現艙體分離。

經試驗表明，該結構的火藥切割分離機構雖然能夠實現可靠艙體分離，但分離過程的動力學擾動較大，分離速度低，前后分離體磕碰概率大。分析認為，由于分離艙體內壁中部開環形剪切槽加工誤差和火藥裝藥誤差，使得剪切力不均勻，以及分離過程中分離體未采取運動軌跡約束結構，導致分離過程擾動較大；由于分離過程中沒有軸向力，造成分離速度很低，使得前后分離體磕碰概率大。

實用新型內容

因此，本實用新型要解決的技術問題在于克服現有技術中運載火箭在級間分離時存在分離速度低、前后艙體可能發生碰撞的問題，從而提供一種運載火箭的級間冷分離結構。

為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案如下：

一種運載火箭的級間冷分離結構，包括：

前艙體，其尾端連接有分離彈簧頂桿支架；

后艙體，其前端通過級間分離連接解鎖裝置和所述前艙體的尾端相連；所述后艙體上連接有與所述分離彈簧頂桿支架的位置對應的分離彈簧支座；

所述級間分離連接解鎖裝置用于鎖定所述前艙體和所述后艙體，并在接收到分離指令后解除所述前艙體和所述后艙體之間的鎖定；

分離彈簧組件，彈性支撐在所述分離彈簧支座和所述分離彈簧頂桿支架之間，具有為所述前艙體和所述后艙體提供分離沖量的彈性件。

進一步地，所述前艙體和所述后艙體的連接部分均為圓筒形結構，所述分離彈簧組件有多個且沿所述后艙體的周向方向均勻間隔布置在所述后艙體上。

進一步地，所述分離彈簧組件包括：

套筒，固定連接在所述分離彈簧支座上，且其軸向方向與所述后艙體的軸線方向同向；

頂桿，沿所述套筒的軸向方向活動連接于所述套筒內、且伸出所述套筒的一端與所述分離彈簧頂桿支架相抵；

彈性件，彈性壓縮在所述頂桿和所述套筒之間，其彈性力驅使所述頂桿伸出所述套筒以為所述前艙體和所述后艙體提供分離沖量。