用于运载火箭的气动分离系统及运载火箭技术方案

本申请提供了一种用于运载火箭的气动分离系统及运载火箭，气动分离系统包括：至少一个气瓶，气源输出开关和至少一个气缸；气瓶通过充气管路连接气缸，气源输出开关设置在充气管路上，以控制充气管路的通断；气瓶用于充入具有预设压力的压缩气体，且在气源输出开关打开时，压缩气体在经充气管路后通过气缸中的气动推杆推动运载火箭的待分离结构之间彼此分离。本申请用于级间分离中时，能够避免采用固体小火箭点火对分离子级箭体的羽流冲刷，有利于分离子级箭体的回收复用；能够直接进行性能检测，从而避免为对飞行试验的火工品性能进行旁证试验而增加的生产和地面点火试验的成本；原理可靠，可为级间分离、整流罩分离和有效载荷分离提供能源。

Aerodynamic Separation System and Launch Vehicle for Launch Vehicle

【技术实现步骤摘要】
用于运载火箭的气动分离系统及运载火箭
本申请属于运载器
，具体涉及一种用于运载火箭的气动分离系统及运载火箭。
技术介绍
随着科技的不断进步，运载火箭作为运载工具正从一次性使用阶段向多次重复使用阶段迈进。为了实现运载火箭的多次重复使用，需要对运载火箭的分离子级箭体进行回收。对于分离子级回收复用式的运载火箭而言，在保证运载火箭飞行安全性和可靠性的前提下，应尽量减少整个飞行任务期间对运载火箭分离子级结构、姿态等造成的不良影响。为避免级间分离对分离子级的热流冲击，分离子级回收复用式的运载火箭的级间分离均采用冷分离。目前，国内运载火箭冷分离采用的冲量装置一般为固体小火箭。固体小火箭固连于分离子级箭体，分离过程中固体小火箭的点火工作产生的反向推力使分离子级箭体脱离上面级箭体。固体小火箭属于火工品，其能量集中，分离过程中固体小火箭的热流会严重冲刷分离子级箭体，这会严重影响分离子级箭体回收后的重复使用。另外，虽然现阶段固体小火箭在国内运载火箭上应用普遍，但其本身存在性能不可直接检测的缺点，只能通过增加同批次火工品的生产数量，再抽取充足数量的产品进行地面点火试验来旁证箭上产品的性能。此类消耗性试验不仅成本高昂而且仍然无法对上箭产品的性能进行直接检测。而且火工品均由专业厂家生产，降低成本的难度很大。
技术实现思路
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供了一种用于运载火箭的气动分离系统及运载火箭。根据本申请实施例的第一方面，本申请提供了一种用于运载火箭的气动分离系统，其包括：至少一个气瓶，气源输出开关，至少一个气缸；所述气瓶通过充气管路连接气缸，所述气源输出开关设置在所述充气管路上，以控制所述充气管路的通断；所述气瓶用于充入具有预设压力的压缩气体，且在所述气源输出开关打开时，所述气瓶中存储的压缩气体在经所述充气管路后通过所述气缸中的气动推杆推动运载火箭的待分离结构之间彼此分离。上述用于运载火箭的气动分离系统，所述运载火箭的待分离结构上设置有传力装置，所述气缸中的气动推杆推动所述传力装置，使运载火箭的待分离结构之间彼此分离。上述用于运载火箭的气动分离系统，所述气源输出开关采用电控式开关，其通过控制信号线与外部控制设备连接。上述用于运载火箭的气动分离系统，所述气瓶与气源输出开关连接的所述充气管路上还设置有气瓶压力检测表，所述气瓶压力检测表用于检测所述气瓶输出的压缩气体的压力。上述用于运载火箭的气动分离系统，与所述气瓶连接的所述充气管路的一端设置有充放气口，所述充放气口与气瓶连接的所述充气管路上设置有机械式充气开关。进一步地，所述机械式充气开关与气瓶连接的所述充气管路上设置接口，所述气瓶通过所述接口与箭体增压输送系统连接。上述用于运载火箭的气动分离系统，所述气缸的一端设置有第一压力检测表，其另一端设置有第二压力检测表；所述第一压力检测表用于检测气缸充气腔的压力，所述第二压力检测表用于检测气缸排气腔的压力。上述用于运载火箭的气动分离系统，所述气动分离系统用于运载火箭的级间分离、整流罩分离或有效载荷分离中。上述用于运载火箭的气动分离系统，所述气动分离系统用于运载火箭的级间分离中时，为级间分离提供能源；所述气瓶安装于分离子级箭体的前底上或级间段上。上述用于运载火箭的气动分离系统，上面级箭体中只有一个主喷管构型的级间结构时，所述气缸设置为一个或两个以上；当所述气缸设置为一个时，所述气缸设置在所述上面级箭体中的发动机主喷管处，所述传力装置采用所述上面级箭体中的发动机主喷管，所述气缸中的气动推杆将推力作用于所述上面级箭体中的发动机主喷管上，使得所述上面级箭体与分离子级箭体分离；当所述气缸设置为两个以上时，两个以上所述气缸用于均匀分布于级间段与上面级后短壳之间的级间分离面上；所述传力装置采用传力支座，所述传力支座固连于所述上面级箭体上，且靠近所述级间分离面；所述气缸中的气动推杆将推力作用于所述传力支座上，使得所述上面级箭体与分离子级箭体分离。进一步地，上面级箭体中存在多个主喷管构型的级间结构时，所述气缸设置为两个以上，两个以上所述气缸均匀分布于级间段与上面级后短壳之间的级间分离面上；所述传力装置固连于所述上面级箭体上，且靠近所述级间分离面；所述气缸中的气动推杆将推力作用于所述传力装置上，使得所述上面级箭体与分离子级箭体分离。进一步地，所述气动分离系统用于整流罩分离中时，为整流罩分离提供能源；所述传力装置采用传力支座；所述整流罩采用整体拔罩方式与箭体分离时，所述气动分离系统安装于所述整流罩上，所述传力支座安装于运载火箭末级箭体的前端；两个以上所述气缸设置在整流罩的横向分离面上；整流罩分离面解锁后，所述整流罩在所述气动推杆的作用下与箭体分离；所述整流罩分离采用两个半罩分瓣平抛方式与箭体分离时，每个半罩上均安装一套所述气动分离系统，所述气缸的安装轴线垂直于所述整流罩的纵向分离面，所述气动推杆指向另一个半罩，所述传力支座设置在另一个半罩上；整流罩分离面解锁后，两个所述半罩在所述气动推杆的作用下彼此沿垂直于所述整流罩分离面的方向平动，最终与箭体分离；所述整流罩分离采用两个半罩分瓣旋抛方式与箭体分离时，每个半罩上均安装一套所述气动分离系统，所述气缸的安装轴线垂直于所述整流罩的横向分离面，所述气动推杆指向末级箭体的前端，所述传力支座设置在末级箭体的前端上；整流罩分离面解锁后，两个所述半罩在所述气动推杆的作用下彼此沿其旋转轴转动，最终与箭体分离。进一步地，所述气动分离系统用于有效载荷分离中时，为有效载荷分离提供能源；所述气动分离系统安装于运载火箭末级箭体的前端，两个以上所述气缸设置在有效载荷的分离面上；有效载荷分离面解锁后，所述载荷在所述气动推杆的作用下与末级箭体分离。根据本申请实施例的第二方面，本申请提供了一种运载火箭，其包括上述任一项所述的气动分离系统，所述气动分离系统用于运载火箭的级间分离和/或整流罩分离和/或有效载荷分离中。根据本申请的上述具体实施方式可知，至少具有以下有益效果：本申请用于运载火箭的气动分离系统，通过设置气瓶、气源输出开关和气缸，气瓶中充入压缩气体，打开气源输出开关，气瓶通过气缸中的气动推杆产生推力，为运载火箭的分离能源，本申请用于级间分离过程中，能够避免固体小火箭点火对分离子级箭体的羽流冲刷，有利于分离子级箭体的重复使用。本申请用于运载火箭的气动分离系统能够避免火工品性能无法直接检测的缺点，能够直接进行性能检测，从而避免为对飞行试验产品性能进行旁证试验而增加的产品生产和地面点火试验的成本。本申请用于运载火箭的气动分离系统原理可靠，结构简单，通用性好，还可以应用于运载火箭整流罩分离及有效载荷分离过程中。对于运载火箭的回收复用和运载火箭的成本控制能够起到积极的作用。应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本申请所欲主张的范围。附图说明下面的所附附图是本申请的说明书的一部分，其示出了本申请的实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本申请的原理。图1为本申请实施例提供的一种用于运载火箭的气动分离系统的结构原理图。图2为本申请实施例提供的一种用于运载火箭的气动分离系统在单气缸状态下气瓶与气动推杆在级间分离结构中的结构示意图。图3为本申请实施例提供的一种用于运载火箭的气动分离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于运载火箭的气动分离系统，其特征在于，包括：至少一个气瓶，气源输出开关，至少一个气缸；所述气瓶通过充气管路连接气缸，所述气源输出开关设置在所述充气管路上，以控制所述充气管路的通断；所述气瓶用于充入具有预设压力的压缩气体，且在所述气源输出开关打开时，所述气瓶中存储的压缩气体在经所述充气管路后通过所述气缸中的气动推杆推动运载火箭的待分离结构之间彼此分离。

【技术特征摘要】
1.一种用于运载火箭的气动分离系统，其特征在于，包括：至少一个气瓶，气源输出开关，至少一个气缸；所述气瓶通过充气管路连接气缸，所述气源输出开关设置在所述充气管路上，以控制所述充气管路的通断；所述气瓶用于充入具有预设压力的压缩气体，且在所述气源输出开关打开时，所述气瓶中存储的压缩气体在经所述充气管路后通过所述气缸中的气动推杆推动运载火箭的待分离结构之间彼此分离。2.根据权利要求1所述的用于运载火箭的气动分离系统，其特征在于，所述运载火箭的待分离结构上设置有传力装置，所述气缸中的气动推杆推动所述传力装置，使运载火箭的待分离结构之间彼此分离。3.根据权利要求1所述的用于运载火箭的气动分离系统，其特征在于，所述气源输出开关采用电控式开关，其通过控制信号线与外部控制设备连接。4.根据权利要求1所述的用于运载火箭的气动分离系统，其特征在于，所述气瓶与气源输出开关连接的所述充气管路上还设置有气瓶压力检测表，所述气瓶压力检测表用于检测所述气瓶输出的压缩气体的压力。5.根据权利要求1所述的用于运载火箭的气动分离系统，其特征在于，与所述气瓶连接的所述充气管路的一端设置有充放气口，所述充放气口与气瓶连接的所述充气管路上设置有机械式充气开关。6.根据权利要求5所述的用于运载火箭的气动分离系统，其特征在于，所述机械式充气开关与气瓶连接的所述充气管路上设置接口，所述气瓶通过所述接口与箭体增压输送系统连接。7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的用于运载火箭的气动分离系统，其特征在于，所述气缸的一端设置有第一压力检测表，其另一端设置有第二压力检测表；所述第一压力检测表用于检测气缸充气腔的压力，所述第二压力检测表用于检测气缸排气腔的压力。8.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的用于运载火箭的气动分离系统，其特征在于，所述气动分离系统用于运载火箭的级间分离、整流罩分离或有效载荷分离中。9.根据权利要求8所述的用于运载火箭的气动分离系统，其特征在于，所述气动分离系统用于运载火箭的级间分离中时，为级间分离提供能源；所述气瓶安装于分离子级箭体的前底上或级间段上。10.根据权利要求9所述的用于运载火箭的气动分离系统，其特征在于，上面级箭体中只有一个主喷管构型的级间结构时，所述气缸设置为一个或两个以上；当所述气缸设置为一个时，所述气缸设置在所述上面级箭体中的发动机主喷管处，所述传力装置采用所述上面级箭体中的发动机主喷管，所述气缸中的气动推杆将推力作用于所述上面级箭体中的发动机主...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦春云，郭凤明，刘建，戴政，张蕾，任彦婷，杜正刚，
申请(专利权)人：北京蓝箭空间科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11