[发明专利]一种用于级间线式分离装置的非对称V型槽、双点解锁式刚性包带

说明书

一种用于级间线式分离装置的非对称V型槽、双点解锁式刚性包带，其特征包括刚性包带、包带端头、非对称V型槽、螺栓孔；刚性包带的内表面加工成非对称V型槽；包带端头均设置有螺栓孔；上分离体的下端面楔形凸缘与下分离体的上端面楔形凸缘对接构成非对称V型凸缘嵌入至刚性包带内表面非对称V型槽内，进而实现连接功能。与国内外现有技术相比，本发明的刚性包带具有可靠性高、安装简单便捷、对接面连接刚度好、端框界面接触应力和预紧力分布均匀、极限承载能力强等优点。刚性包带在自由状态下两侧开口很大，施加预紧力后，刚性包带四个自由端被拉紧，沿径向发生较大的弹性变形，利用刚性包带自身的弹性变形进而实现解锁后的快速脱离功能，满足未来大载荷大直径大规模的发射任务需求。

技术领域

本发明涉及运载火箭有效载荷分离结构技术领域，具体涉及一种用于有效载荷分离装置的非对称V型槽、双点解锁式刚性包带。

背景技术

有效载荷分离是整个运载火箭发射任务的最后一个环节，是最关键的环节之一，直接影响发射任务的成败。按有效载荷分离装置连接形式分，包括点式分离装置和线式分离装置。点式分离装置主要包括爆炸螺栓和分离螺母装置，线式分离装置主要指包带分离装置。相比于点式分离装置，包带分离装置具有可靠性高、连接刚度好、承载能力强等优点，是目前国内外应用最广泛的有效载荷分离装置。国外从20世纪60年代开始将包带分离装置应用于航天分离系统中，包带分离装置一般由包带、包带接头、V型块、解锁火工元件、捕获装置等零件组成。包带分离装置的包带采用薄钢带制造，包带柔性很大，利用包带受拉后产生的长度方向变形来施加预紧力，称之为柔性包带分离装置。柔性包带分离装置的包带安装需要的轴向安装空间较大，难以在空间有限的条件下使用；此外，包带本身柔性较大，导致拉簧及限位簧对包带的约束性较差，解锁运动的径向动态包络较大；同时，包带本身刚性偏弱，在较大拉载荷条件下，V型块脱离端框的风险较大；而且柔性包带解锁装置多采用爆炸螺栓，解锁时间过快(小于1ms)，导致预紧力释放过快，造成的分离冲击很大；刚性包带可以有效的解决上述问题。目前，已有整体式刚性包带的相关报道，虽然整体式刚性包带解决了柔性包带存在的承载效率不高、分离冲击大、预紧力均匀性不高、操作便捷性差等不足。但是，整体式刚性包带也存在一些不足，如整体式刚性包带应力分布不均匀、完全预紧后端框界面接触应力分布不均匀、极限承载能力较低等。

发明内容

本发明要为了解决上述技术问题，提供一种用于有效载荷分离装置的非对称V型槽、双点解锁式刚性包带。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种用于级间线式分离装置的非对称V型槽、双点解锁式刚性包带，其特征包括刚性包带1、包带端头2、非对称V型槽3和螺栓孔4；刚性包带1的内表面加工形成非对称V型槽3；包带端头2上均设置有螺栓孔4；上分离体5的下端面楔形凸缘7与下分离体6的上端面楔形凸缘70对接构成非对称V型凸缘8嵌入至刚性包带1内表面的非对称V型槽3内，进而实现连接功能。

作为本发明的一种优选技术方案，所述刚性包带1采用双开口分体式结构，两侧刚性包带对称布置，结构尺寸完全相同。

作为本发明的一种优选技术方案，所述包带端头2安装于刚性包带1的自由端部；包带端头2的加强筋角度为30°；包带端头2设置有螺栓孔4，用于连接解锁装置。

作为本发明的一种优选技术方案，所述非对称V型槽3的上斜面角度范围为5°～45°，下斜面角度范围为3°～30°；非对称V型槽3的内表面附着一层复合材料。