本發(fā)明涉及飛行器系統(tǒng)的技術領域，尤其涉及一種飛行器級間分離裝置。

背景技術：

對于飛行器系統(tǒng)，為了把有效載體發(fā)射到預定的目標，需要將已經完成了預定工作的級和艙段進行解鎖和分離，其分離解鎖過程直接關系到飛行器完成飛行任務的成敗。因此，飛行器的級間分離裝置是飛行器的關鍵部件。飛行器的級間分離裝置在實際工作時要完成兩種不同的功能，即在分離之前要確保兩個分離部件可靠的連接，在分離時要保證兩個分離部件可靠的分離，并要確保分離過程中或分離之后不產生影響續(xù)航及正常飛行的危害。所以說，對于飛行器級間分離而言，選擇一種合適的分離裝置是至關重要的，對飛行器級間火工分離裝置的設計必須達到以下要求：1)連接承載要求，即分離前保證飛行器本體與被分離部件連接可靠、定位準確；2)可靠分離要求，分離裝置應使被分離部分與飛行器本體迅速、準確而可靠地分離，必須保證分離的可靠性；3)分離沖擊要求，在分離過程中，要求分離后對飛行器本體的氣動外形、沖擊擾動影響最小，確保不損傷飛行器本體；4)密封要求，裝置分離后要保證其彈體含有紅外等制導窗口不受污染影響制導；5)維護性要求，裝置應簡單、運動靈活、易于調整，使用維護方便。

目前，飛行器級間分離方式主要分兩種，即點式分離和線性分離。其中，點式分離裝置包括有爆炸螺栓、解鎖螺栓、分離螺母等組件。分離時，分離元件作用，從而解除連接。點式分離裝置主要是在爆炸螺栓的基礎上不斷改進與完善，早期的爆炸螺栓，其結構簡單、連接可靠，但分離沖擊較大，往往有碎片和污染產生，隨著解鎖螺栓、分離螺母和綁帶式分離裝置的出現，對其連接力與污染處理方面得到進一步改觀，但其結構進一步復雜，裝配難度加大。線性分離裝置包括聚能炸藥索、氣囊式炸藥索、膨脹管等。此線式分離裝置的特點是被分離體本來是連續(xù)而完整的艙體，用安裝在分離面上的線式分離裝置將其切割成兩部分。雖然線性分離裝置典型的聚能炸藥索具有結構簡單、分離迅速等優(yōu)點，但其提供的分離沖量過小，容易導致分離后艙段互相碰撞干擾。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種飛行器級間分離裝置，其結構簡單、連接穩(wěn)定、分離可靠，對飛行器的影響小，且分離沖量可調。

本發(fā)明實施例提供了一種飛行器級間分離裝置，該裝置包括設置于飛行器本體和飛行器發(fā)動機之間的分離艙體，設置于所述飛行器本體和所述分離艙體之間的藥包組件，以及密封穿過所述分離艙體的連接桿，所述連接桿包括與所述飛行器本體連接的前端部，與所述分離艙體連接的尾端部，以及一體設置于所述前端部和所述尾端部之間的頸縮部，所述頸縮部用于所述飛行器本體與所述飛行器發(fā)動機分離時被兩者拉斷。

進一步地，所述分離艙體具有前端開口的燃燒腔，所述開口處封蓋有用于隔離所述燃燒腔的隔板，所述隔板的外側貼靠于所述飛行器本體的后端面；所述連接桿的所述前端部穿過所述隔板并伸入于所述飛行器本體內形成固定連接。

進一步地，所述燃燒腔前端的內壁上環(huán)設有適配于所述隔板的環(huán)槽，所述隔板的周邊容置于所述環(huán)槽內。

進一步地，所述隔板的外周套設有密封圈，所述密封圈的外周壁與所述環(huán)槽的內壁抵緊形成密封。

進一步地，所述分離艙體的前端環(huán)設有適配于所述飛行器本體后端形狀的沉槽，所述飛行器本體的后端容置于所述沉槽內并形成定位。

優(yōu)選地，所述前端部的頂端具有外螺紋，所述飛行器本體底部具有螺紋槽，所述前端部的頂端伸入所述螺紋槽內形成螺紋連接，且所述前端部的底端抵接于所述飛行器本體底面。

優(yōu)選地，所述尾端部具有外螺紋，所述尾端部穿過所述分離艙體后端，且所述尾端部通過螺母與所述分離艙體鎖緊。

進一步地，所述尾端部上套設有墊圈，所述墊圈的相對表面分別抵接于所述螺母和所述分離艙體的底面。

優(yōu)選地，所述尾端部與所述螺母的連接處涂設有硅橡膠。

優(yōu)選地，所述藥包組件包括設置于所述燃燒腔內的火藥包，穿設于所述分離艙體底部并與所述火藥包連接的點火頭，以及由所述點火頭引出的點火導線。

基于上述技術方案，本發(fā)明提出的飛行器級間分離裝置，通過其連接桿的前端部和尾端部分別連接飛行器本體和分離艙體，實現了飛行器本體、分離艙體和飛行器發(fā)動機的級間穩(wěn)定連接，并通過在連接桿的前端部和尾端部之間一體設置用以供分離時能夠可靠拉斷的頸縮部，在藥包組件點火產生的氣體的推力作用下，飛行器本體和分離艙體反向運動使得頸縮部被拉斷，如此，實現了飛行器本體、分離艙體和飛行器發(fā)動機的級間可靠分離；另外，依據不同的分離沖量要求調整藥包組件及頸縮部的直徑，可達到可靠分離的目的；由于分離后飛行器本體擾動時間短，且分離段殘留較少，對飛行器本體氣動外形影響較小，也就是說，該裝置對飛行器影響小，分離沖量可調；并且，該裝置結構簡單，裝配容易。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提出的飛行器級間分離裝置應用時的剖面示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提出的飛行器級間分離裝置應用時的剖面分解示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

需要說明的是，當元件被稱為“固定于”或“設置于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或可能同時存在居中元件。當一個元件被稱為是“連接于”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。

另外，還需要說明的是，本發(fā)明實施例中的左、右、上、下、頂、底等方位用語，僅是互為相對概念或是以產品的正常使用狀態(tài)為參考的，而不應該認為是具有限制性的。以下結合具體實施例對本發(fā)明的實現進行詳細的描述。

如圖1至圖2所示，本發(fā)明實施例提出了一種飛行器級間分離裝置1，其可運用于導彈、運載火箭等飛行器。具體地，該飛行器級間分離裝置1安裝在飛行器本體2和飛行器發(fā)動機3之間，此處，飛行器本體2與飛行器發(fā)動機3為飛行器的相鄰兩級。具體地，該飛行器級間分離裝置1包括分離艙體11、藥包組件12以及連接桿13，其中，分離艙體11設置在飛行器本體2和飛行器發(fā)動機3之間，藥包組件12設置在分離艙體11中。另外，連接桿13密封穿過分離艙體11，且該連接桿13與分離艙體11的交接處密封處理。本實施例中，該連接桿13可包括前端部131、頸縮部132和尾端部133，這里，頸縮部132一體化設置在前端部131和尾端部133之間，同時，前端部131與飛行器本體2固定連接，尾端部133與分離艙體11連接，本實施例中，分離艙體11的前端與飛行器本體2后端抵靠，且連接桿13的前端部131與飛行器本體2固定連接，因此，在連接桿13的尾端部133與分離艙體11固定連接的情況下，使得分離艙體11與飛行器本體2形成緊固連接，與此同時，由于飛行器發(fā)動機3與分離艙體11固定，這樣，飛行器本體2、分離艙體11和飛行器發(fā)動機3三者形成固定連接。本實施例中，該連接桿13優(yōu)選為柱狀結構，其頸縮部132用于分離時被拉斷，該頸縮部132直徑小于前端部131和尾端部133的直徑，使得頸縮部132的連接強度小于前端部131和尾端部133，如此，便于頸縮部132在兩端的拉應力作用下被拉斷。當藥包組件12點火后，火藥燃燒產生的氣體在分離艙體11中膨脹形成壓應力，該壓應力作用將飛行器本體2和分離艙體11向相互分離的方向推動，當頸縮部132受到的壓應力轉化成的拉應力超過其連接強度極限時被拉斷，與此同時，飛行器前后級形成分離，該過程運動穩(wěn)定，且分離可靠。本實施例中，飛行器發(fā)射及飛行過程中的過載使分離艙體11主要承受壓應力，而連接桿13只承受飛行器兩端的拉應力，強度要求較低，故設置有頸縮部132用于分離時可靠拉斷；可依據不同的分離沖量要求調整藥包組件12中火藥量及連接桿13的頸縮部132的直徑，以達到可靠分離的目的。

本發(fā)明實施例提出的飛行器級間分離裝置1，具有如下特點：

本發(fā)明實施例提出的飛行器級間分離裝置1，通過其連接桿13的前端部131和尾端部133分別與飛行器本體2和分離艙體11可拆卸緊固連接，如此，實現了飛行器本體2、分離艙體11和飛行器發(fā)動機3的級間穩(wěn)定連接；同時，通過在連接桿13的前端部131和尾端部133之間一體化設置用以供分離時能夠被可靠地拉斷的頸縮部132，并在藥包組件12點火燃燒所產生的氣體膨脹的作用下，飛行器本體2和分離艙體11產生反向運動趨勢，當頸縮部132被拉斷時，飛行器本體2與分離艙體11分離，如此，實現了飛行器級間的可靠分離；另外，依據不同的分離沖量要求，可調整藥包組件12以及調整頸縮部132的直徑，從而達到可靠分離的目的；并且，由于分離后飛行器本體2擾動時間短，且分離段殘留較少，因此，分離過程對飛行器本體2氣動外形影響較小，也就是說，該飛行器級間分離裝置1對飛行器影響小，且分離沖量可調；另外，該裝置結構簡單，裝配容易。

進一步地，在本發(fā)明實施例中，上述分離艙體11前端的內壁上環(huán)設有適配于上述飛行器本體2后端形狀的沉槽110，上述飛行器本體2后端容置于該沉槽110內并形成定位，即分離艙體11前端套住飛行器本體2后端，同時，分離艙體11后端設置有適配于上述飛行器發(fā)動機3前端形狀的容置槽1100，該分離艙體11后端通過容置槽1100套住飛行器發(fā)動機3前端，如此，保證了分離艙體11連接可承受較大彎矩和剪力作用，保證了分離艙體11連接的穩(wěn)定可靠。當然，根據實際情況和具體需求，在本發(fā)明的其他實施例中，還可通過其他方式來保證分離艙體11連接的穩(wěn)定可靠，此處不作唯一限定。

進一步地，在本發(fā)明實施例中，上述分離艙體11具有供上述藥包組件12點火燃燒的燃燒腔111，該燃燒腔111靠近飛行器本體2后端的位置處設置有開口，該開口上封蓋有隔板14，該隔板14用于封蓋該開口以隔離燃燒腔111。當隔板14封蓋在該開口上時，該隔板14的外側貼靠于飛行器本體2的后端面。同時，隔板14上開設有可供連接桿13的前端部131穿過的通孔140，裝配時，前端部131穿過該隔板14上的通孔140并伸入飛行器本體2內形成固定連接。

進一步地，在本發(fā)明實施例中，上述燃燒腔111前端的內壁上環(huán)設有適配于上述隔板14的環(huán)槽112，該隔板14的周邊容置于該環(huán)槽112內，如此，隔板14的內外兩側分別貼靠環(huán)槽112底面和飛行器本體2的后端面而形成軸向移動限位，同時，隔板14的外周貼靠環(huán)槽112的內壁而形成徑向移動限位，這樣，保證了隔板14安裝的穩(wěn)定性。另外，隔板14的外周套設有密封圈15，該密封圈15的外周壁與環(huán)槽112的內壁抵緊形成密封，此處，該密封圈15優(yōu)選為O型密封圈，如此，通過在分離艙體11內部的前端裝設隔板14以及O型的密封圈15，有效阻止了燃燒腔111內火藥氣體影響飛行器本體2后端，且保證了分離的穩(wěn)定。具體地，隔板14外周壁開設有用于部分容置密封圈15的收容槽141，密封圈15收容于該收容槽141內并凸出隔板14的外周壁，從而在密封圈15達到密封作用的同時，對密封圈15進行限位，增加了密封的可靠性。

進一步地，在本發(fā)明實施例中，上述連接桿13的前端部131軸截面呈“T”字型，其直徑較小的頂端(即“T”字的豎向部分)外周具有外螺紋，對應地，上述飛行器本體2的后端部具有適配于前端部131的頂端部的螺紋槽20，前端部131的頂端部穿過上述隔板14的通孔140后伸入螺紋槽20內通過螺紋連接配合形成固定，與此同時，該前端部131直徑較大的底端(即“T”字的橫向部分)抵接于飛行器本體2的后端面，并且，前端部131直徑較大的底端的直徑不大于通孔140的直徑，該底端容置于通孔140內，如此，連接桿13的前端部131與飛行器本體2之間形成可拆卸固定連接，裝配時，通過螺紋配合擰入即可，其結構簡單，裝配快速方便，且連接可靠。當然，根據實際情況和具體需求，在本發(fā)明的其他實施例中，上述連接桿13的前端部131還可通過其他方式與上述飛行器本體2固定連接，此處不作唯一限定。

進一步地，在本發(fā)明實施例中，上述分離艙體11的后端部開設有適配于上述連接桿13的尾端部133的通孔113，該尾端部133穿過該通孔113并朝向上述飛行器發(fā)動機3一側伸出。本實施例中，尾端部133外周具有外螺紋，通過螺母16與露出分離艙體11后端的尾端部133外端連接配合形成固定，如此，上述飛行器本體2和分離艙體11在連接桿13的連接作用下形成連接，且其結構簡單，連接快速方便、可靠。這樣，在飛行器分離前，連接桿13一端通過螺紋連接與飛行器本體2相連，另一端通過螺母16將分離艙體11與該飛行器本體2可靠相連。當然，根據實際情況和需求，在本發(fā)明其他實施例中，上述連接桿13的尾端部133還可通過其他方式鎖緊分離艙體11，此處不作唯一限定。

進一步地，在本發(fā)明實施例中，上述連接桿13的尾端部133上套設有一墊圈17，該墊圈17的相對表面分別與上述分離艙體11的后端面和上述螺母16抵接，即墊圈17夾設在分離艙體11的底面和螺母16之間，與此同時，該尾端部133與螺母16的連接處涂設有硅橡膠(附圖中未畫出)，如此，通過在連接桿13的尾端部133與螺母16的連接處涂設硅橡膠，并在尾端部133上套設墊圈17，從而形成密封，有效地防止了燃燒腔111內火藥氣體的泄漏，這樣，保證了分離的可靠性。當然，根據實際情況和具體需求，在本發(fā)明的其他實施例中，連接桿13與螺母16的連接處還可通過其他方式密封，此處不作唯一限定。

進一步地，在本發(fā)明實施例中，上述藥包組件12可包括火藥包121、點火頭122和點火導線123，其中，火藥包121設置在上述分離艙體11的燃燒腔111內，點火頭122穿設在分離艙體11的底部并與燃燒腔111內的火藥包121連接，點火導線123與點火頭122連接并向分離艙體11后端引出。當飛行器接收到分離指令后，該飛行器的控制系統(tǒng)(附圖中未畫出)發(fā)出點火指令，并經點火導線123傳至點火頭122，接著，點火頭122對火藥包121進行點火，接著迅速完成分離動作。另外，可依據不同的分離沖量要求調整該藥包組件12中火藥量，以及調整連接桿13的頸縮部132的直徑，以達到可靠分離的目的。當然，根據實際情況和具體需求，在本發(fā)明的其他實施例中，上述藥包組件12還可為其他的組成形式，此處不作唯一限定。

基于上述技術方案，本發(fā)明實施例提出的飛行器級間分離裝置，其連接穩(wěn)定、分離可靠、對飛行器影響小、分離沖量可調。該飛行器級間分離裝置通過點火藥包在分離艙體11的燃燒腔111內產生火藥氣體形成壓力推動飛行器前后級間分離，其運動穩(wěn)定且分離可靠；另外，通過隔板14、密封圈15和墊圈17起密封保護作用，通過連接桿13及分離艙體11保證連接可靠。

以上所述實施例，僅為本發(fā)明具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到各種等效的修改、替換和改進等等，這些修改、替換和改進都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應以權利要求的保護范圍為準。