气簧式缓释放机构

摘要

本发明公开了一种可以提高火箭发射可靠性的气簧式缓释放机构，包括供气系统(1)、缓释放气缸(2)、牵制气缸(3)、底板(4)、牵制臂(5)、摆开杆(6)和杠杆臂(7)，底板(4)与火箭发射台连接，杠杆臂(7)固定在底板(4)上；缓释放气缸(2)和牵制气缸(3)的下端分别活动固定在底板(4)上，缓释放气缸(2)的上端与杠杆臂(7)活动连接，牵制气缸(3)的上端连接牵制臂(5)下端，牵制臂(5)上端固定连接摆开杆(6)，摆开杆(6)另一端与杠杆臂(7)活动连接；供气系统(1)为缓释放气缸(2)和牵制气缸(3)提供高压气体。本发明的机构可以实现牵制180KN载荷的要求，能对火箭发射后起到缓释放功能。

说明书

技术领域

本发明属于火箭发射技术领域，特别涉及一种用于提高火箭发射的可靠性和经济性，保障发射场安全的气簧式缓释放机构。

背景技术

我国已开始研制的无毒无污染的发射大吨位卫星的新一代运载火箭，其中缓释放技术是研制的难点之一。

牵制缓释放装置安装在火箭和发射台之间的连接固定部位，是火箭实现牵制缓释放发射方式的必备设施。以前的火箭发射时，火箭从发射台上释放前，火箭的发动机产生的推力达到预定值后释放火箭，突然大推力释放产生的冲击会对火箭造成较大的振动，容易使火箭和各种精密仪器损坏。所以希望在火箭离开发射台开始的极短时间内，对火箭进行缓慢的释放。

目前在国外只有美国、法国等少数国家掌握该项技术。美国使用拉拔销的塑性变形产生的缓释力来缓慢释放火箭，但缓释销存在着缓释力不稳定等特点；法国采用了液压系统的缓释放机构，但该装置存在着系统复杂等特点。

在国内，该项技术的研究起步较晚，尚无相关研究的报导和应用。

发明内容

本发明的目的是：克服现有技术的不足，提供一种能减少火箭的轴向振动、提高火箭发射的可靠性和经济性、保障发射场安全的气簧式缓释放机构。

本发明的技术方案是：气簧式缓释放机构，包括供气系统、缓释放气缸、牵制气缸、底板、牵制臂、摆开杆和杠杆臂，底板与火箭发射台连接，杠杆臂固定在底板上；缓释放气缸和牵制气缸的下端分别活动固定在底板上，缓释放气缸的上端与杠杆臂活动连接，牵制气缸的上端连接牵制臂下端，牵制臂上端固定连接摆开杆，摆开杆另一端与杠杆臂活动连接；供气系统为缓释放气缸和牵制气缸提供高压气体。

所述缓释放气缸和牵制气缸通过支座以燕尾槽的形式安装在底板上，保证气缸的活动位置可以调整。

所述摆开杆内装有弹簧装置，使得牵制臂在火箭上升到要求的距离后能够迅速脱离火箭。

所述缓释放气缸、牵制气缸、摆开杆和牵制臂通过销轴与杠杆臂连接。

所述缓释放气缸、牵制气缸、摆开杆和牵制臂与杠杆臂的连接位置可以根据设计牵制力的不同要求调整。

所述销轴上有装有自润滑滑动轴承，保证缓释放气缸、牵制气缸、摆开杆、牵制臂和杠杆臂之间能灵活转动。

所述高压气体的压力为0～23Mpa。

所述气簧式缓释放机构对称分布在火箭的周围。

所述气簧式缓释放机构的数量为4个或者8个。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

1)由于在火箭起飞前，供气系统给缓释放气缸的下腔和牵制气缸的上腔充满高压气体，气缸产生的力对通过杠杆臂传到牵制臂上对火箭具有辅助牵制作用，使得本装置能够实现牵制力180KN的要求；

2)在火箭开始发射后，火箭的推力带动牵制臂向上运动，通过杠杠臂压缩牵制气缸下腔内的高压气体同时减小缓释放气缸的作用力臂，从而达到减小牵制力的作用，在火箭释放的0～120mm行程内，牵制力由150～180KN递减为0KN，起到缓释放功能。

3)另外，与气缸连接的支座以燕尾槽的形式安装在底板上，使得气缸的活动方向可以调整；缓释放气缸、牵制气缸、摆开杆和牵制臂通过销轴与杠杆臂连接，销轴上装有自润滑滑动轴承，保证了各部件的灵活转动。

4)本发明的气簧式缓释放机构可以通过改变各个铰接点的位置，使得缓释放行程可调；通过改变气缸的压力，使得牵制力可调。

附图说明

图1为本发明的气簧式缓释放机构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如附图1所示，本发明的气簧式缓释放机构，包括供气系统1、缓释放气缸2、牵制气缸3、底板4、牵制臂5、摆开杆6和杠杆臂7，底板4与火箭发射台连接，杠杆臂7固定在底板4上；缓释放气缸2和牵制气缸3的下端分别活动固定在底板4上，缓释放气缸2的上端与杠杆臂7活动连接，牵制气缸3的上端连接牵制臂5下端，牵制臂5上端固定连接摆开杆6，摆开杆6另一端与杠杆臂7活动连接；供气系统1为缓释放气缸2和牵制气缸3提供高压气体。

缓释放气缸2和牵制气缸3通过支座以燕尾槽的形式安装在底板4上，保证气缸的活动位置可以调整。

摆开杆6内装有弹簧装置，可以使牵制臂在火箭上升到规定的距离后迅速脱开火箭。

缓释放气缸2、牵制气缸3、摆开杆6和牵制臂5通过销轴与杠杆臂7连接，各个连接位置可以根据设计牵制力的不同要求调整。

在连接的销轴上有装有自润滑滑动轴承，保证缓释放气缸2、牵制气缸3、摆开杆6、牵制臂5和杠杆臂7之间能灵活转动。

供气系统提供的高压气体的压力为0～23MPa，本实施例中选取气压为16MPa。

本实施例中在火箭的周围对称分布4个气簧式缓释放机构。

本发明的动态工作过程是：

a、将气簧式缓释放机构安装于火箭发射台支腿外侧，通过底板4与发射台连接，牵制臂5扣在火箭支腿上，施加缓释力；

b、发射前，通过供气系统1向缓释放气缸2下腔内充高压气体，气压为16MPa，产生气压力50.4t，作用在杠杆臂7中间支点上的力矩为逆时针方向，通过杠杆臂7传递到牵制臂5，施加于火箭的缓释力为18t；

c、火箭解除牵制后，富裕推力大于初始缓释放力，火箭开始带动牵制臂5上升，此时缓释放气缸2下腔气体受压缩，气动力增加，但力臂迅速减小，作用在杠杆臂中间支点上的力矩减小，缓释力减小；与此同时摆开杆6内装的弹簧受压变短；牵制气缸3上腔内的压力逐渐升高；

d、当火箭带动牵制臂上升到120mm时，杠杆臂7中间支点与缓释放气缸2两个铰支点在一条直线上，缓释放气缸2相对杠杆臂7的中间支点产生的力矩为零，也就是缓释力为零，摆开杆6内弹簧力较大；

e、火箭继续上升，缓释放气缸2相对杠杆臂7中间支点产生的顺时针的力矩，推动牵制臂5向后上方运动，同时在摆开杆6内弹簧力的作用下牵制臂5迅速摆开脱离火箭，此时牵制缓冲缸2上腔的压力迅速升高产生向下的拉力平衡缓释放气缸产生的力，起到缓冲的作用，完成缓释放的过程。

本发明首次采用了杠杆和气弹簧式的机械结构，对机械系统、气动系统和电控系统进行综合集成，优化了系统方案，能够满足发射新一代运载火箭的要求。

上述实施例只是本发明应用的一种列举，本领域技术人员可以根据不同的设计要求和设计参数在不偏离本发明技术方案的情况下进行各种改进和更换，同样落入本发明的保护范围。