一種自行無擾動脫落的通用助推器的製造方法
2023-06-08 01:54:31 1
一種自行無擾動脫落的通用助推器的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種自行無擾動脫落的通用助推器，包括火箭發動機、鎖死解鎖裝置、助推框架，助推框架為火箭發動機和鎖死解鎖裝置提供定位，火箭發動機和鎖死解鎖裝置固定、組合，承受助推器軸向過載，助推框架通過鎖死解鎖裝置與載體連接、分離。助推框架與載體末端套筒配合，點火器點火，藥柱燃燒並產生推力，同時延時火藥管被點燃，當藥柱燃燒完畢後延時火藥管引燃鎖死解鎖機構的火藥筒，在火藥筒內產生微小爆炸反應，通過絲槓與轉盤推動推桿移動，將推桿沿著轉盤徑向拉回，助推框架和載體失去約束，絲槓穿過助推框架的前端封底，並與載體碰撞實現分離。分離後助推框架的框架槽中預置的降落傘露出並打開，實現助推器的回收。
【專利說明】一種自行無擾動脫落的通用助推器
【技術領域】
[0001] 本發明屬於火箭發動機應用領域，具體地說，涉及一種自行無擾動脫落的通用助 推器。
【背景技術】
[0002] 固體火箭發動機技術較為成熟可靠，已廣泛的應使用在太空梭、火箭、飛彈等 運載器或武器上，大大增加了射程，固體火箭助推器成為其實現飛行不可缺少的一部分。針 對而現有的諸多武器如炮彈、無人駕駛飛機，由於射程有限，其作戰效能大大降低。火箭助 推器主要指一種能夠安裝在載體尾部，提供推力並自行無擾動脫落的可重複、通用助推器。
[0003] 現有公開的技術文獻中，"微型助推器設計與分析"（中北大學，2009年，碩士學 位畢業論文）一文以152mm殺傷爆破榴彈為載體，針對載體設計了用於彈道修正的微型助 推器，同時選定膏體火藥與固體推進劑為助推器的做工介質，並得到了用於理論研究的助 推器設計參數，以及同一助推器在不同的彈道高處對彈道的修正能力的重要結論。但該助 推器在使用後無法回收、重複使用，其在很大程度上增加了助推器的使用成本，不利於廣泛 應用。同時，助推器提供推力後無法與載體分離，影響載體的質量特性、氣動外形及穩定性。
[0004] 在文獻"運載火箭固體捆綁技術研究"（國防科技大學，2007年，碩士學位畢業論 文）中介紹了現有國內外火箭的助推器分離系統。同時，通過對分離方式、傳力形式、連接 解鎖裝置、動力裝置和分離時序設計，形成了固體助推火箭的分離系統方案。文獻中介紹 的現有助推器分離系統以及設計的新型助推器分離系統存在以下缺陷：第一，該助推器分 離時需要載體的電源系統供電，控制系統發出控制信號，而普通彈藥並無電源和控制系統； 第二，該助推器使用了爆炸螺栓、爆炸帶等難以精確控制的元件，使得分離過程中載體會受 到擾動，由於火箭有控制系統，其受到擾動後可以恢復平衡，而對於沒有控制系統的普通彈 藥而言，分離時的擾動很可能會導致彈藥運動發散，姿態失衡；第三，爆炸螺栓等元件均為 一次性消耗物品，難以重複使用，而普通彈藥本身成本很低、數量較多，如果採用的一次性 消耗物太多，很難在普通彈藥上得到大面積使用。
[0005] 發明專利CN201917278U中公開了一種"飛彈助推器"，助推器結構簡單，操作方 便，能在不增加能耗的基礎上增大推進力，提高火箭速度。飛彈助推器主要憑藉載體燃氣 的二次反衝來達到助推的效果，要求載體必須有發動機，而且對載體要求很高。
[0006] 本發明的目的是設計一套火箭助推器裝置，利用成熟的火箭發動機技術去提高現 有諸多武器的射程。同時，不要求載體有發動機和控制系統，能夠在失去推力後自行脫落， 避免使用難以精確控制的元件，保護載體不受擾動，避免使用一次性消耗元件並可回收重 復使用，降低使用成本。
【發明內容】
[0007] 為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種自行無擾動脫落的通用助推器， 採用固體火箭發動機為載體提供動力，增加載體射程；在發動機燃料燃燒盡後，通過機械回 路作用自行脫落，避免對載體的外形和質量特性產生影響，脫落之後，助推器能回收並重複 使用以降低助推器成本。
[0008] 本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：包括火箭發動機、鎖死解鎖裝置、 助推框架，
[0009] 所述助推框架包括框架殼體、框架徑向孔、撞擊蓋槽、框架耳片、框架凹槽、中心 孔、載體套筒，所述助推框架為圓柱形殼體，框架殼體一端為封閉端，封閉端外端面有環形 框架凹槽，框架凹槽有軸向中心孔，中心孔直徑與鎖死解鎖裝置的絲槓直徑相同，框架殼體 外徑與載體套筒內徑相同，載體套筒末端部沿周向均布四個圓孔，框架殼體前端與載體套 筒末端配合，框架殼體上靠近封閉端內端面沿周向均布四個框架徑向孔，框架殼體內壁中 間部位周向均布四個框架耳片，框架耳片上各有二個通孔，框架殼體敞開端沿圓周均布四 個撞擊蓋槽，撞擊蓋直徑與框架殼體外徑相同，撞擊蓋周向均布四個凸臺與撞擊蓋槽配合； 框架凹槽內放置降落傘；
[0010] 所述火箭發動機包括發動機殼體、發動機耳片、拉瓦爾噴管、點火器、止燃板、延時 火藥管，所述發動機殼體為圓筒形結構，封閉端內側有止燃板，止燃板與封閉端平行安裝， 中間設置延時火藥管，點火器位於發動機殼體內止燃板側面，且與延時火藥管連接，拉瓦 爾噴管與發動機殼體敞開端固連，延時火藥管前端與延時火藥管孔相通；
[0011] 所述鎖死解鎖裝置由轉盤、推桿、螺旋槽孔、火藥筒、絲槓延時火藥管孔組成，所述 轉盤盤轂與火藥筒前端部絲槓配合，轉盤上依軸心等直徑均布四個形狀相同的螺旋槽孔， 所述推桿為L形結構，四根推桿一端分別與轉盤螺旋槽孔配合，四根推桿另一端分別與載 體套筒的圓孔和框架徑向孔連接定位；火藥筒一端有延時火藥管孔與延時火藥管連接，火 藥筒另一端與絲槓一端的圓盤過盈配合。
[0012] 所述框架殼體上的框架徑向孔、框架耳片、撞擊蓋槽位於同一直線上。
[0013] 有益效果
[0014] 本發明提出的自行無擾動脫落的通用助推器，採用固體火箭發動機為載體提供推 力，通過助推器框架的框架殼體與載體套筒末端配合，在配合段有徑向通孔，推桿插入徑向 通孔後進行固定。點火器點火後藥柱開始燃燒從而產生推力，同時延遲火藥管被點燃，當藥 柱燃燒完畢後延時火藥管恰好引燃鎖死解鎖機構的火藥筒，在其內部產生微小爆炸反應， 通過絲槓與轉盤推動推桿移動，轉盤轉動使得推桿與轉盤上螺旋槽孔的裝配位置發生改 變，由初始遠離轉盤盤心端移動至靠近轉盤盤心端，從而將推桿沿著轉盤徑向拉回。推桿被 拉回後，助推框架的框架殼體和載體失去約束，平動的絲槓穿過助推框架的前端封底，與載 體碰撞從而實現分離。分離後，框架系統封底槽中預置的降落傘暴露在空氣中並打開，實現 助推器的回收。
[0015] 本發明自行無擾動脫落的通用助推器分離可靠，對載體的擾動很小。採用固體火 箭發動機為載體提供推力，增加載體射程；在發動機燃料燃盡後，通過機械迴路作用自行脫 落，避免對載體的外形和質量特性產生影響，脫落後，助推器能回收並重複使用以降低助推 器成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 下面結合附圖和實施方式對本發明一種自行無擾動脫落的固體火箭助推器作進 一步詳細說明。
[0017] 圖1為本發明助推器無助推框架的軸測圖。
[0018] 圖2為本發明助推器軸測圖。
[0019] 圖3為本發明助推器的助推框架示意圖。
[0020] 圖4為本發明助推器的助推框架剖視圖。
[0021] 圖5為本發明助推器的火箭發動機軸測圖。
[0022] 圖6為本發明助推器的火箭發動機剖視圖。
[0023] 圖7為本發明助推器的鎖死解鎖裝置軸測圖。
[0024] 圖8為本發明助推器的鎖死解鎖裝置剖視圖。
[0025] 圖中：
[0026] 1.載體套筒2.鎖死解鎖裝置3.火箭發動機4.助推框架5.框架殼體6.框架 徑向孔7.撞擊蓋槽8.框架耳片9.框架凹槽10.中心孔11.發動機耳片12.拉瓦爾噴 管13.發動機殼體14.延時火藥管15.止燃板16.點火器17.延時火藥管孔18.火藥筒 19.螺旋槽孔20.推桿21.絲槓22.轉盤
【具體實施方式】
[0027] 本實施例是一種自行無擾動脫落的通用助推器。
[0028] 參閱圖1?圖8,本實施例自行無擾動脫落的通用助推器，由鎖死解鎖裝置2、火箭 發動機3、助推框架4、載體套筒1組成；火箭發動機3和鎖死解鎖裝置2置於助推框架4內 部；助推框架4與載體套筒1固連，在連接段有四個均布的框架徑向通孔6,由鎖死解鎖裝 置2插入通孔，充當定位銷來實現助推器與載體的定位固連。
[0029] 助推框架4包括框架殼體5、框架徑向孔6、撞擊蓋槽7、框架耳片8、框架凹槽9、中 心孔10,助推框架4為圓柱形殼體，框架殼體5 -端為封閉端，封閉端外端面有環形框架凹 槽9,框架凹槽9有軸向中心孔10,中心孔10直徑與鎖死解鎖裝置2的絲槓21直徑相同， 框架殼體5外徑與載體套筒1內徑相同，載體套筒1末端部沿周向均布四個圓孔，框架殼體 5前端與載體套筒1末端配合，框架殼體5上靠近封閉端內端面沿周向均布四個框架徑向孔 6,框架殼體5內壁中間部位周向均布四個框架耳片8,每個框架耳片8上各有二個通孔，框 架殼體5敞開端沿圓周均布四個撞擊蓋槽7,撞擊蓋直徑與框架殼體外徑相同，撞擊蓋周向 均布四個凸臺與撞擊蓋槽配合；框架凹槽9內放置有降落傘。框架殼體5上的四個框架徑 向孔6、四個框架耳片8、四個撞擊蓋槽7分別安裝在同一直線上；框架殼體5承受助推器的 軸向過載。
[0030] 火箭發動機3包括發動機殼體13、發動機耳片11、拉瓦爾噴管12、點火器16、止燃 板15、延時火藥管14,發動機殼體13為圓筒形結構，封閉端內側有止燃板15,止燃板15與 封閉端平行安裝，中間設置延時火藥管14,點火器16安裝在發動機殼體13內止燃板15的 側面，而且與延時火藥管14連接，拉瓦爾噴管12與發動機殼體13敞開端固定連接，延時 火藥管14前端與延時火藥管孔17相連通。火箭發動機3通過發動機耳片11與助推框架 耳片8的連接，實現發動機殼體13與框架殼體5的固連。發動機耳片11與助推框架耳片 8通過螺栓連接。
[0031] 鎖死解鎖裝置由轉盤22、推桿20、螺旋槽孔19、火藥筒18、絲槓延時火藥管孔17、 絲槓21組成，轉盤22盤轂與火藥筒18前端部絲槓配合，實現平動與轉動的轉換；轉盤22 上依軸心等直徑均布四個形狀相同的螺旋槽孔19 ;推桿20為L形結構，四根推桿20 -端 分別與轉盤螺旋槽孔19配合，四根推桿20另一端分別與載體套筒1的圓孔和框架徑向孔 6連接定位；火藥筒18 -端有延時火藥管孔17與延時火藥管14連接，火藥筒18另一端與 絲槓21 -端的圓盤22過盈配合，火藥筒18為圓柱狀殼體，內置微量炸藥。火箭發動機的 火藥管14通過孔17進入火藥筒18,點燃火藥筒18內的微量炸藥，爆炸產生推力，推動絲 槓21在火藥筒18內的圓盤，圓盤在爆炸衝擊的作用下沿軸向運動，帶動絲槓軸向運動，與 其配合的轉盤22隨之發生轉動，在轉盤22轉動過程中，推桿20與轉盤22的配合位置沿著 螺旋槽孔19逐漸向盤心靠近，在靠近過程中推桿20沿轉盤22徑向被拉回。推桿20脫離 框架徑向通孔6,助推框架4與載體套筒1失去定位銷約束而變為無約束虛接觸，軸向平動 的絲槓21在平動過程中除了帶動轉盤22外，同時穿過中心孔10撞擊載體底端部，使載體 產生軸向加速度，而與助推框架4分離。
[0032] 本實施例通用助推器應用於某型巡航器上，主要作用為助推發射，使巡航器能在 短時間內加速到任務需求速度及高度，具體參數如下：
[0033]
【權利要求】
1. 一種自行無擾動脫落的通用助推器，其特徵在於：包括火箭發動機、鎖死解鎖裝置、 助推框架， 所述助推框架包括框架殼體、框架徑向孔、撞擊蓋槽、框架耳片、框架凹槽、中心孔、載 體套筒，所述助推框架為圓柱形殼體，框架殼體一端為封閉端，封閉端外端面有環形框架 凹槽，框架凹槽有軸向中心孔，中心孔直徑與鎖死解鎖裝置的絲槓直徑相同，框架殼體外徑 與載體套筒內徑相同，載體套筒末端部沿周向均布四個圓孔，框架殼體前端與載體套筒末 端配合，框架殼體上靠近封閉端內端面沿周向均布四個框架徑向孔，框架殼體內壁中間部 位周向均布四個框架耳片，框架耳片上各有二個通孔，框架殼體敞開端沿圓周均布四個撞 擊蓋槽，撞擊蓋直徑與框架殼體外徑相同，撞擊蓋周向均布四個凸臺與撞擊蓋槽配合；框架 凹槽內放置降落傘； 所述火箭發動機包括發動機殼體、發動機耳片、拉瓦爾噴管、點火器、止燃板、延時火藥 管，所述發動機殼體為圓筒形結構，封閉端內側有止燃板，止燃板與封閉端平行安裝，中間 設置延時火藥管，點火器位於發動機殼體內止燃板側面，且與延時火藥管連接，拉瓦爾噴 管與發動機殼體敞開端固連，延時火藥管前端與延時火藥管孔相通； 所述鎖死解鎖裝置由轉盤、推桿、螺旋槽孔、火藥筒、絲槓延時火藥管孔組成，所述轉盤 盤轂與火藥筒前端部絲槓配合，轉盤上依軸心等直徑均布四個形狀相同的螺旋槽孔，所述 推桿為L形結構，四根推桿一端分別與轉盤螺旋槽孔配合，四根推桿另一端分別與載體套 筒的圓孔和框架徑向孔連接定位；火藥筒一端有延時火藥管孔與延時火藥管連接，火藥筒 另一端與絲槓一端的圓盤過盈配合。
2. 根據權利要求1所述的自行無擾動脫落的通用助推器，其特徵在於：所述框架殼體 上的框架徑向孔、框架耳片、撞擊蓋槽位於同一直線上。
【文檔編號】F02K9/24GK104295407SQ201410398158
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年8月13日 優先權日:2014年8月13日
【發明者】趙成澤, 谷良賢, 龔春林, 李奧, 王若冰, 王一凡, 康博翼, 韓兆峰 申請人:西北工業大學