[发明专利]一种级间分离装置、火箭及分离方法

说明书

本公开提供一种级间分离装置、火箭及分离方法，以降低级间分离结构的复杂性，提高级间分离的可靠性。其中级间分离装置，包括钩爪、自锁机构和驱动机构，级间分离装置具有第一状态和第二状态；在第一状态时，自锁机构与钩爪锁定，钩爪将第一部件紧固在第二部件，自锁机构用于控制驱动机构处在驱动关闭状态；在第二状态时，自锁机构与钩爪解锁，自锁机构用于控制驱动机构处在驱动打开状态，使得驱动机构分离钩爪与第一部件。本公开的级间分离装置在机械结构上实现级间稳固连接和分离时的有效脱离，无需通过设备串联的方式增加级间分离冗余度，降低结构复杂度和制造成本，提升级间分离的可靠性。

技术领域

本公开涉及级间分离的技术领域，尤其涉及一种级间分离装置、火箭及分离方法。

背景技术

级间分离一般是指火箭下面级关机后与上面级相互分离，目的是脱离燃料耗尽级的多余载荷。为了保证分离前连接强度与分离过程的可靠性，一般采用爆炸螺栓对级间进行连接，需要进行级间分离时，只需引爆爆炸螺栓即可。

由于不能确保单个爆炸螺栓在进行级间分离时能够100%成功引爆，因此需要通过设备功能层面串联等方式增加级间分离的冗余度，这也直接增加了加了相应设备的复杂度和制造成本。

发明内容

为解决上述技术问题，本公开提供一种级间分离装置、火箭及分离方法，以降低级间分离结构的复杂性，提高级间分离的可靠性。

本公开的技术方案是这样实现的：

第一方面，本公开提供一种级间分离装置，包括钩爪、自锁机构和驱动机构，所述级间分离装置具有第一状态和第二状态；

在第一状态时，所述自锁机构与所述钩爪锁定，所述钩爪将第一部件紧固在第二部件，所述自锁机构用于控制所述驱动机构处在驱动关闭状态；

在第二状态时，所述自锁机构与所述钩爪解锁，所述自锁机构用于控制所述驱动机构处在驱动打开状态，使得所述驱动机构分离所述钩爪与所述第一部件。

作为可选的实施方式，所述级间分离装置还具有中间状态，所述中间状态位于所述第一状态和所述第二状态之间；所述驱动机构包括第一驱动单元，所述自锁机构与所述第一驱动单元的驱动方式相同；

在所述第一状态，所述自锁机构的驱动源处在打开状态，在所述中间状态和所述第二状态，所述自锁机构的驱动源与所述第一驱动单元的驱动源均处在打开状态。

作为可选的实施方式，所述第一驱动单元和所述自锁机构均包括缸体以及位于所述缸体的活塞，

所述自锁机构所包括的缸体侧壁具有第一开口，所述第一驱动单元所包括的缸体侧壁具有第二开口，所述第一开口和所述第二开口连接；

其中，在所述第一状态，所述自锁机构所包括的活塞密封所述第一开口，在所述中间状态和所述第二状态，所述自锁机构所包括的活塞位于所述第一开口与所述自锁机构所包括的缸体的缸底之间。

作为可选的实施方式，所述驱动机构包括第二驱动单元，所述第二驱动单元包括设在所述钩爪上的开爪弹性件，所述开爪弹性件用于在所述第二状态时分离所述钩爪与所述第一部件。

作为可选的实施方式，所述装置还包括夹紧机构，所述夹紧机构与所述第二部件背离所述第一部件的表面相抵；所述夹紧机构为可爆炸式夹紧机构，所述可爆炸式夹紧机构为爆炸螺栓。

作为可选的实施方式，所述装置还包括可移动机构，所述可移动机构包括导轨以及设在所述导轨上的滑块，所述导轨设在所述第二部件上；所述夹紧机构和所述自锁机构均设在所述可移动机构上；所述开爪弹性件的一端与所述钩爪连接，所述开爪弹性件的另一端与所述滑块连接。

作为可选的实施方式，所述钩爪与所述第一部件之间具有接触面，所述接触面与水平面之间的夹角大于所述钩爪与所述第一部件接触时的自锁角。

第二方面，本公开提供一种火箭，包括前述的装置。