[发明专利]一种低冲击星箭分离机构

说明书

本发明提供一种低冲击星箭分离机构，适用于卫星与运载火箭的连接和分离释放。主要包括锁紧座组件、分离弹簧组件和底板；底板固定在火箭箭体上，锁紧座组件和分离弹簧组件分别设置四套，以四点式布置方式安装在底板的四个角点；锁紧座组件包括与卫星舱板连接的卫星对接座，通过锁紧螺栓配合记忆金属分离螺母的方式在入轨前稳固连接卫星与运载火箭，并在入轨后可控解锁；解锁后，分离弹簧组件中的分离弹簧将卫星舱板推离，并使卫星以一定的相对速度与火箭分离。本发明的星箭分离机构，通过记忆金属分离螺母驱动解锁，作动冲击小，无需额外的缓冲减振结构；分离过程不产生污染物，不影响敏感元器件；机械接口简单，应用范围广，可靠性高。

技术领域

本发明涉及星箭分离机构的技术领域，特别涉及一种冲击小、无污染的星箭分离机构。

背景技术

星箭分离是指当运载火箭飞行达到预定高度和速度后，卫星与运载火箭分离的过程，星箭分离技术是航天关键技术之一，直接关系到卫星能否正常入轨，对卫星总体性能和航天任务的完成度有着重要影响。星箭分离机构既需要保证卫星和火箭在发射过程中保持可靠连接，还需要确保在接到分离指令后卫星和火箭可靠分离。目前的星箭分离机构中普遍使用火工品分离技术，然而火工品爆轰产生的冲击载荷不仅会引起卫星主结构的振动，还可能会损坏卫星上的敏感元器件，使得发射任务不能正常进行，此外火工解锁还可能会产生碎片及烟尘等污染物，对星载精密器件造成潜在危害。

发明内容

本发明主要解决现有技术中存在的作动冲击大、产生杂质污染等问题，提供了一种作动冲击小、无污染、机械接口简单、可靠性高的星箭分离机构。

本发明采用的技术方案为：一种低冲击星箭分离机构，其包括锁紧座组件、分离弹簧组件和底板。底板为方框结构，固定在火箭箭体上，锁紧座组件和分离弹簧组件分别设置四套，采用四点式布置方式安装在底板的四个角点，锁紧座组件可保证入轨前卫星与运载火箭稳固连接，卫星入轨后，锁紧座组件可控解锁。分离弹簧组件用于在锁紧座组件解锁后推离卫星舱板，并使卫星以一定的相对速度与火箭分离。

其中，所述锁紧座组件包括卫星对接座、脱开弹簧、脱开弹簧压盖、锁紧螺栓、锁紧座外壳和记忆金属分离螺母。卫星对接座和卫星舱板连接，锁紧座外壳固定在底板上，记忆金属分离螺母安装在锁紧座外壳内。锁紧螺栓头部与脱开弹簧压盖连接，螺杆部分穿过卫星对接座和锁紧座外壳的中心孔与记忆金属分离螺母配合。脱开弹簧为压簧，套在锁紧螺栓外，支撑在脱开弹簧压盖和卫星对接座之间，可在记忆金属分离螺母解锁后驱动锁紧螺栓向上弹起，解除卫星舱板和火箭箭体之间的连接约束。

其中，所述分离弹簧组件包括分离弹簧、分离弹簧压盖、分离弹簧推杆和弹簧导向筒。弹簧导向筒为带安装边的圆筒形结构，固定在底板上，圆筒外套设分离弹簧；分离弹簧支撑在弹簧导向筒的安装边和分离弹簧压盖之间，分离弹簧推杆布置在弹簧导向筒内，其上端与分离弹簧压盖相连。机构锁紧时，分离弹簧压盖抵在卫星舱板上，分离弹簧处于压缩状态；机构解锁后，分离弹簧的回复力将卫星舱板推离。

进一步地，本发明的星箭分离机构还包括行程开关顶面，行程开关顶面设置两个，分别固定在底板的一组对边中点处，行程开关顶面与卫星舱板上安装的行程开关配合，用于监测并输出星箭分离成功的信号。

进一步地，所述锁紧座外壳与所述卫星对接座通过凸台-锥窝结构相配合，能够自适应定心，降低装配难度。

进一步地，所述脱开弹簧压盖边缘设有翻边结构，用于与脱开弹簧外径相配合。

进一步地，所述锁紧座组件还包括球面垫片，球面垫片放置在卫星对接座的中心孔处的球窝中，可有效降低锁紧螺栓和记忆金属分离螺母安装时的对中难度。

进一步地，所述弹簧导向筒的圆筒内壁设有限位导向孔，分离弹簧推杆穿过限位导向孔布置，能沿限位导向孔上下移动。

进一步地，所述分离弹簧组件还包括止动螺母，止动螺母连接在分离弹簧推杆下端，其外径大于限位导向孔的孔径，可对分离弹簧推杆进行限位。