[发明专利]一种变阻尼的二级火工液压阻尼推力筒

说明书

本发明属于火工作动装置领域，具体涉及一种变阻尼的二级火工液压阻尼推力筒，该推力筒包括壳体、一级活塞、液压油、芯级活塞、前封头、挡圈；壳体与一级活塞之间的容腔与一级活塞与芯级活塞之间的容腔装有液压油形成两个储油腔，两个储油腔通过一级活塞上径向设置的过油孔相通。本发明由于采用了径向布置过油孔的方案，利用芯级活塞的外锥面和前封头内锥面对过油孔的遮挡，实现了启动与到位的变阻尼功能，降低了启动及到位冲击，相比于原有针孔阻尼结构，该推力筒结构空间利用率高，有效行程大。

技术领域

本发明涉及一种带启动与到位变阻尼的二级火工液压阻尼推力筒，适用于导弹弹翼展开、卫星太阳帆板展开等要求运动过程平稳、启动及到位冲击小的导弹武器、航空航天等领域。

背景技术

火工作动装置依靠火药燃烧，能够在极短的时间内释放出相当大的能量，并转化成机械能输出做功，以完成预定程序动作。相较于传统电力驱动，火工作动筒装置体积小重量轻，更适用于一次性作动的工况。随着航空航天技术的发展，在运载火箭、人造卫星、导弹武器系统上的运用越加广泛。

传统火工作动筒以输出推力为主，无需考虑阻尼。但在导弹弹翼展开，卫星荷载驱动或太阳帆板展开等工况，要求驱动平稳，启动与到位冲击小，传统无阻尼作动筒难以满足需求。液压阻尼利用液体阻尼作用以提供运动的阻力，耗减物体运动能量以起一定程度保护作用，将液压阻尼技术与火工作动筒结合将能解决上述问题。

目前，火工液压阻尼作动筒在航空航天领域已经有所应用，其阻尼结构也分为变阻尼与恒定阻尼。由于部分工况如导弹弹翼展开，为避免弹翼到位冲击过大导致结构破坏，要求展开时间短但到位速度小，故常采用变阻尼结构。

常用变阻尼火工液压阻尼作动筒采用针孔变阻尼结构：过油孔轴向布置，在过油孔两侧均设置有一个密封活塞，其中一个活塞上有一堵针。工作时，燃气推动活塞运动，将液压油压至过油孔的另一侧以实现阻尼作动；在活塞运动到一定位置后，堵针进入过油孔，减小过油截面积以实现变阻尼。由于针孔阻尼结构需要轴向布置储油腔，占用了轴向空间，作动装置有效行程占比(有效行程/作动筒本体长度)较小，不适应于对行程要求较大的工况，且仅有到位变阻尼，不适用于对启动冲击要求严格的工况。

传统的非火工多级液压阻尼驱动装置依靠外置油泵将液压油压入多级活塞内部以实现功能，在地面设备或民用领域被广泛使用。但由于这种方式需要外置储油腔与加压装置，体积大且较为笨重，不适用于对体积与重量要求较高的航空航天领域。目前，就国内火工品领域而言，火工阻尼作动筒普遍为单级结构，行程较小。

阻尼力与活塞运动速度相关，作动筒启动时活塞由静止开始加速，故初始状态阻尼小。由于火药燃烧剧烈，燃气推力大，但此时阻尼小，致使其初始冲击较大。在航天领域，特别是卫星上带精密设备荷载的位移驱动，要求整个运动全程冲击小，即启动及到位时冲击小，目前常规的仅带到位变阻尼的火工阻尼结构并不适应用于上述工况。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现有火工液压阻尼作动筒有效行程占比(行程/作动筒本体)较小且仅有到位缓冲，无法满足大行程低冲击驱动需求的问题，提供一种空间利用率高、行程较大的二级火工液压阻尼作动筒，且启动及到位均带变阻尼降冲击功能。

本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：

一种变阻尼的二级火工液压阻尼推力筒：包括壳体、一级活塞、液压油、芯级活塞、前封头、挡圈；壳体与一级活塞的活塞杆之间的容腔装有液压油形成储油腔Ⅰ，一级活塞与芯级活塞之间的容腔内装有液压油形成储油腔Ⅱ，两个储油腔通过一级活塞上径向设置的过油孔相通；所述的前封头安装在储油腔Ⅰ右端部，挡圈安装在一级活塞右端部，前封头内孔左端与芯级活塞左端锥台加工有一定锥度，前封头的内孔的内表面为锥面，内孔的孔径由左至右逐渐减小，芯级活塞左端的锥台外表面为锥面，锥台的外径由左至右逐渐增大。