一种多点集成弹射的燃气管路网络式弹射装置

摘要

本发明提供了一种多点集成弹射的燃气管路网络式弹射装置，包含燃气源、支座以及弹射功能机构组件；燃气源与弹射功能机构组件分别安装在支座的侧面与顶面垂直安装；支座内设计具有一定夹角的斜孔连通燃气腔与弹射功能机构容腔，形成燃气管路，保证燃气流动的均匀和稳定，使两个功能机构容腔内压力平稳一致。本发明的装置运用燃气管路网络结构，控制每个管路气流分布，实现了多个弹射终端的同步弹射。

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃气管路网络式弹射装置。

背景技术

弹射装置用于为物体的可靠分离提供一定的速度，如弹射舱盖、天线盖、展开降落伞，甚至可以直接将数据舱等大质量物体从弹体上抛出。弹射装置具有可靠连接和分离的功能。在航天飞行器及导弹武器型号上，结构设计多采用多点连接同步弹射的两体分离形式。

目前运用较为广泛的是采用非电传爆装置同步起爆多个弹射装置的结构形式，产品根据系统要求可随意组合，形成2路、3路及多路传爆系统。采用非电传爆装置，只需要提供一路点火信号，就能实现多个弹射装置的同步工作。但是非电传爆系统需要考虑足够的安装空间，以保证非电传爆装置的安装固定以及导爆索的缠绕，对于空间要求苛刻的飞行器以及武器系统不利于实现。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种多点集成弹射的燃气管路网络式弹射装置，解决了多点弹射的空间利用和同步性，将多个终端设备拟合在一起，实现同步弹射。

本发明所采用的技术方案是：一种多点集成弹射的燃气管路网络式弹射装置，包括堵塞、内筒、剪切销、滑杆、安装板、楔块、活塞、支座、药盒组件；内筒安装在安装板上，中部开有贯穿筒壁的通孔；剪切销安装在内筒中部的通孔内并穿过滑杆一端将滑杆固定在内筒内；滑杆另一端与活塞接触，活塞安装在支座上的各活塞安装孔内并与支座之间形成燃气容腔；安装板固定在支座有活塞安装孔的一面上，安装板上的每个内筒安装孔分别与支座上的各活塞安装孔对应；滑杆中部的凸起结构支撑楔块，楔块沿内筒径向穿过内筒侧壁并嵌入安装板上内筒安装孔内壁的卡槽内；堵塞安装在内筒内，位于内筒伸出安装板一端端部；药盒组件安装在支座上，药盒组件容腔与燃气容腔之间通过燃气管路连接。

所述楔块每组有四个，沿内筒周向均匀分布，关于内筒对称轴对称；每个楔块尾部有用于防止楔块沿内筒径向飞出的卡接结构，卡在内筒内壁。

所述堵塞、内筒、剪切销、滑杆、楔块、活塞各有两组；两个活塞安装孔的旋转轴分别与药盒组件轴线垂直且关于药盒组件轴线对称，药盒组件安装在支座侧壁上；药盒组件安装容腔与燃气容腔之间通过通孔连通形成燃气管路，两条燃气管路之间的夹角取值为70°±30′范围内。

所述内筒由两个直径不同的圆筒组成的一体结构，在中部形成台阶结构，大端安装在安装板的内筒安装孔内。

所述滑杆为轴对称结构，中部的环形凸起结构位于内筒大端内，且环形凸起结构外直径大于内筒小端内壁直径；滑杆与活塞接触的一端端部为半球形。

所述活塞底部开有盲孔，与活塞安装孔之间形成燃气容腔。

还包括O形圈二，O形圈二安装在活塞侧壁上的密封圈安装槽内，与活塞安装孔内壁之间形成密封。

还包括O形圈一，O形圈一安装在内筒外壁上的密封圈安装槽内，与内筒安装孔内壁之间形成密封。

所述剪切销两端通过螺钉固定。

所述各燃气管路直径取值均为5mm±0.1mm范围内。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明的弹射装置将燃气源与弹射功能机构组件垂直分布，减小了轴向长度，解决了安装空间狭小的问题，实现了产品小型化的结构设计；

(2)本发明的弹射装置同时将2个弹射功能机构集成在一起，形成2个连接点，实现了较高承载力要求；

(3)本发明的弹射装置使用一个燃气源控制两个独立的功能机构组件，分别完成弹射分离功能，实现了两个功能机构的同步工作的要求；

(4)本发明通过设计气流角度以及气孔直径，实现燃气管路通道内气流进入多个功能机构终端的一致性和稳定性，解决两个同能机构工作同步性和稳定性的要求。

(5)本发明的弹射装置采用燃气源与弹射功能机构分体设计，结构设计灵活，适用于多种形式的载荷要求，具有通用性、使用广泛性的特点。

附图说明

图1为本发明的装置工作前状态示意图，

图2为图1中I部位的细节图。

图3为图1中A-A位置的剖视图。

图4为图1的俯视图。

图5为本发明的装置工作后状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施例对本发明作进一步描述：

如图1～图5所示，一种多点集成弹射的燃气管路网络式弹射装置，由堵塞1、内筒2、剪切销3、O形圈一4、滑杆5、安装板6、楔块7、活塞8、O形圈二9、螺钉10、支座11以及药盒组件12组成，其中，堵塞1、内筒2、剪切销3、O形圈一4、滑杆5、楔块7、活塞8、O形圈二9、螺钉10各有两组，组成两组弹射功能机构。

堵塞1为螺钉形状，上有一字槽，待产品装配完成后，最后安装于内筒2顶端，防止多余物进入弹射功能机构内部。

内筒2为轴对称结构，材料为高强度不锈钢，上部有M18×1.5外螺纹，用于结构连接；中部开有Φ1.5mm通孔，用于剪切销3固定滑杆5，两端用螺钉10封口，防止在力学环境条件下，剪切销3脱落；下部开有4个方孔用于连接楔块7；外圈开有环形槽，用于安装O形圈一4保证结构密封。

滑杆5为轴对称结构，中部凸起，用于支撑楔块7；上部M3螺纹为装配螺纹；下部球形结构，保证工作过程中滑杆5受力均衡。

安装板6为平板结构，下部设有Φ10mm孔用于与支座11定位，中部开有两个Φ34mm通孔，用于两套堵塞1、内筒2、剪切销3、O形圈一4、滑杆5、楔块7、螺钉10结构件安装；通孔内部设有用于安装楔块7的环形凹槽，楔块7通过内筒2的方槽，一端嵌入安装板6的环形凹槽中，另一端与滑杆5贴合。

楔块7，每组4个，为楔形结构，尾部采用薄边结构，工作前，薄边嵌入内筒2的环形槽内，解锁后可以利用该薄边结构，限制楔块向外运动，有效防止产品工作后的多余物产生。

活塞8为轴对称结构，底部设有盲孔，用于减轻重量以及产品初始容腔控制；外圈设有环形槽，用于安装O形圈二9，用于气体密封；外部设有用于活塞8在工作过程中限位的环形台阶。

支座11为空心立方体，顶端设有两个Φ28mm安装孔用于安装弹射功能机构中的活塞8，使活塞8置于安装孔内，侧面M22×1.5的螺纹用于安装药盒组件12，药盒组件12容腔与活塞8安装容腔通过两个夹角70°的Φ5mm斜孔连通，形成燃气管路网络通道。弹射功能机构与药盒组件12垂直安装，分别安装在支座11的顶端与侧面，药盒组件12容腔与功能机构容腔通过燃气管路网络通道，使药盒组件12产生的气流进入多个功能机构终端的一致性和稳定性。

药盒组件12受到刺激点火后产生高温、高压燃气，高压燃气经过Φ5mm燃气管路通道进入支座上Φ28mm的动力腔内。活塞8在燃气作用下向上运动，推动滑杆5剪断剪切销3后继续运动，达到7.5mm位移后，楔块7从内筒2槽孔中向轴心滑出，实现内筒2与安装板6两部分的解锁。

内筒2在活塞8的推动下继续向上移动，直至内筒2、滑杆5、楔块7与安装板6完全脱开，活塞8运动到安装板6与支座11的接触面，受到安装板6孔径限制，活塞8运动到位，此时活塞8上端面与安装板6上表面平齐，保证了分离后安装平面的平整，燃气密封在燃烧腔内部，不会出现泄漏现象。其中为了防止楔块7飞出形成多余物，在内筒2楔块槽边缘加工一个宽1.5mm，深0.5mm的沟槽，相对应的楔块7部位增加一段0.4mm厚的圆环。装配后，楔块7的圆环沉入内筒沟槽中，限制楔块7向外运动，只能向内运动。采用该方法可以通过结构设计保证工作后的楔块7留在内筒2楔块槽中，提高了产品对多余物控制的有效性。弹射功能机构组件与药盒组件12分体设计，有效利用空间结构。

该设计经历了多次型号飞行试验，均能够可靠工作，两个终端执行机构工作协调一致。地面试验经历了轴向承载性能以及点火性能试验验证。轴向承载试验结果证明了该弹射器单个吊点能够承受150kN以上轴向载荷，那么两个吊点所能承受的轴向载荷达到300kN以上。点火性能试验证明了两个弹射吊点将平稳推出且两个燃气通道内气体流动稳定且产生的压力峰值基本一致分别为5.44MPa和5.82MPa，实测弹射速度为8.67m/s，弹射推力为8.17kN。与常规弹射器工作情况相比较，工作同步性由2ms以上减小到0.5ms左右，实现了产品工作同步性的要求。

本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知技术。