一种低回弹组合缓冲装置

本发明属于火箭发射领域，具体涉及一种低回弹组合缓冲装置。

背景技术：

由于传统运载火箭发射后大部分装置会被抛弃而无法回收，会造成发射成本的大幅增加，因此可回收式运载器成为各个国家发展的方向，可回收式运载器在进行着陆时，会受到较大的冲击力，必须利用着陆缓冲装置来吸收运载器着陆时的能量、减小冲击载荷。

目前所使用的着陆缓冲装置多采用油气式结构，在运载器着陆时可以吸收冲击能量，但是对于油气式缓冲装置来说，由于其在进行正行程运动时气腔内的高压气体被压缩而导致气腔压力大大增加，因此活塞杆会受到一个回弹力，从而造成缓冲装置在完成缓冲任务后不可避免的发生回弹，从而使得运载器在着陆时增加了不稳定因素，因此急需一种低回弹着陆缓冲装置来消除这种不稳定因素。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种低回弹组合缓冲装置，解决当前常用的油气缓冲装置在完成缓冲吸能任务后会产生回弹的问题；可以让运载器在回收着陆过程中更加稳定，避免运载器发生失稳倾覆。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种低回弹组合缓冲装置，包括柱塞筒，活塞杆，缓冲蜂窝，底端挡板和活塞杆反行程运动时的底端挡板锁定机构；

所述缓冲蜂窝包括正行程缓冲蜂窝和反行程缓冲蜂窝，所述活塞杆)包括由中部分隔板分隔的两个圆筒；

所述柱塞筒和活塞杆的分隔板之间设有起到正行程缓冲作用的正行程缓冲蜂窝；

所述活塞杆的分隔板和底端挡板之间设有起到反行程缓冲作用的反行程缓冲蜂窝。

进一步的，所述柱塞筒包括一体设置的外筒，内筒和柱塞；所述内筒的底端设有向内筒圆心的环形凸起，环形凸起的侧面和活塞杆的圆筒之间设有密封圈；所述正行程缓冲蜂窝设置在环形凸起和活塞杆的分隔板之间。

进一步的，还包括连接螺钉，所述连接螺钉采用内六角圆柱头轴肩螺钉，连接螺钉一端穿过分隔板和反行程缓冲蜂窝上的通孔与底端挡板螺纹连接，另一端的轴肩用于对活塞杆的分隔板进行限位。

进一步的，所述锁定机构包括设置在柱塞筒外筒内壁的棘条和设置在底端挡板底部的与棘条配合的可转动的棘爪，当活塞杆产生回弹力导致产生反行程运动时，棘爪卡在棘条上，底端挡板的运动被阻滞。

进一步的，所述底端挡板的底部设有方形槽，方形槽内设有定位孔，棘爪上设有通孔，弹簧柱塞穿过棘爪上的通孔将棘爪设置在方形槽的定位孔内，并使得棘爪绕弹簧柱塞自由转动。

进一步的，还包括弹簧片，弹簧片安装在底端挡板底部的插槽内，紧贴在棘爪上并压紧棘爪，使棘爪只能沿着预定的方向转动，避免棘爪产生反方向的转动，从而保证棘爪卡住棘条。

进一步的，棘条为一块设有棘齿的圆弧长板，所述棘条中部两侧开有用来安装固定螺钉的沉头孔，棘条用固定螺钉固定于柱塞筒外筒内壁。

进一步的，沿柱塞筒外筒内壁周向布置四个棘条，与棘条相匹配的设有四组棘爪和弹簧片；底端挡板为圆盘状结构，底端挡板顶部周向均布有四个用于与连接螺钉配合的螺纹槽，连接螺钉为四个。

进一步的，正行程缓冲蜂窝采用强蜂窝，反行程缓冲蜂窝采用弱蜂窝，强弱蜂窝静态压溃力相差2500～3000n，缓冲蜂窝内部结构单元为六边形。

进一步的，内筒和柱塞上均开有密封圈沟槽以安装密封圈，柱塞侧壁上开有两排柱塞孔，以便柱塞内部和内筒内部的油气交换，柱塞底端开有边油孔和主油孔，以便于将油液腔内的油液压入空气腔内；

所述活塞杆前部的圆筒内有变截面油针，圆筒前端开有用来放置密封圈的沟槽和回流孔，活塞杆反行程运动时空气腔内的油液可以通过回流孔回流到回油腔内，尾部圆筒末端开有螺纹槽用以安装载荷元件，两圆筒连接处按周向布置有四个沉头孔。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

(1)提出一种低回弹组合缓冲装置，采用棘轮结构，可以让活塞杆在受到外部载荷力而产生正行程运动时可以正常运动，但是在空气腔内的高压气体被压缩而对活塞杆产生回弹力导致活塞产生反行程运动时由于棘轮机构的存在而使得底端挡板的运动被阻滞，从而起到反回弹的效果，增加着陆器着陆时的稳定性。

(2)采用强弱蜂窝相结合的方式，活塞杆在外部冲击载荷作用下而发生正行程运动时所受到的载荷较大，此时强蜂窝发挥作用，与油液阻尼力和空气阻力一起吸收冲击载荷，起到正行程缓冲的作用。而当活塞杆在高压气体的回弹力作用下进行反行程运动时，由于底端挡板在棘轮机构的作用下被限制位移，因此活塞杆和底端挡板之间的弱蜂窝发挥作用，与油液阻尼力一起缓解高压气体的回弹力。

附图说明

图1为本发明的低回弹组合缓冲装置剖视图。

图2为本发明的低回弹组合缓冲装置正行程运动时的剖视图。

图3为本发明的低回弹组合缓冲装置反行程运动时的剖视图。

图4为本发明的低回弹组合缓冲装置柱塞杆和活塞杆基本组成图。

图5为本发明的低回弹组合缓冲装置的俯视图。

附图标记说明：

1-柱塞筒，2-缓冲蜂窝，3-连接螺钉，4-固定螺钉，5-弹簧柱塞，6-棘爪，7-密封圈，8-棘条，9-活塞杆，10-底端挡板，11-弹簧片，12-载荷元件，13-回油腔，14-空气腔，15-油液腔，101-外筒，102-内筒，103-柱塞，104-柱塞孔，105-边油孔，106-主油孔，201-正行程缓冲蜂窝，202-反行程缓冲蜂窝，901-回流孔，902-变截面油针。

具体实施方式

下面结和附图对发明进行进一步说明，本发明所阐述的一种低回弹组合缓冲装置，其包括柱塞筒1、活塞杆9、密封圈7、缓冲蜂窝2、连接螺钉3、底端挡板10、棘条8、固定螺钉4、弹簧柱塞5、棘爪6、弹簧片11、载荷元件12。

所述柱塞筒1为内外筒101结构，由外筒101、内筒102以及柱塞103构成，其中外筒101负责连接固定棘条8并保护内部蜂窝模块等部件，防止其受到外部载荷的干扰。而内筒102和柱塞103则与活塞杆9形成空气腔14，柱塞筒1壁上开有两排柱塞孔104，以便柱塞103内部和内筒102内部的油气交换。活塞杆9为两部分空心圆筒结构构成，前部圆筒内为变截面油针902，变截面的设计可以使得运载器在着陆的各个阶段能够通过调节变截面油针902的粗细，使得有空阻尼的大小在整个着陆过程中更加平滑。同时活塞杆9尾部采用空心圆筒设计以减轻活塞杆9的重量。另外油液腔15负责在机构工作前存储油液，空气腔14内则充满高压气体以维持机构在工作前的平衡，回油腔13负责存储活塞杆发生反行程运动时从空气腔14内回流的油液。

而缓冲蜂窝2分为正行程缓冲蜂窝201和反行程缓冲蜂窝202，柱塞筒1和活塞杆9之间的蜂窝为正行程缓冲蜂窝201，在缓冲装置受到外部载荷而导致活塞杆9正行程运动时发挥作用，以缓解部分冲击载荷。而活塞杆9和底端挡板10之间的蜂窝为反行程缓冲蜂窝202，在缓冲装置完成缓冲任务后由于受到高压气体的回弹力而导致活塞杆9发生回弹时发挥作用，以缓解部分回弹力。另外由于活塞杆9正行程运动时活塞杆9受到的冲击载荷较大，而当活塞杆9反行程运动时受到的推力只有高压气体的回弹力，因此正行程缓冲蜂窝201采用强蜂窝，反行程缓冲蜂窝202采用弱蜂窝，由于连接螺钉3只在连接底端挡板10的部分有螺纹，其余部分均为光杆，因此在活塞杆9受到高压气体的回弹作用而发生回弹时，活塞杆9和反行程缓冲蜂窝202可以相对于底端挡板10运动，从而避免发生刚性反回弹而造成结构的损坏。棘条8与棘爪6一起构成反回弹结构，在活塞杆9发生反行程运动时发挥作用，可以限制底端挡板10的反行程运动。

缓冲装置的工作流程为：当运载器着陆时，冲击载荷沿着载荷元件12传递给与之相连的活塞杆9，活塞杆9由此带动反行程缓冲蜂窝2和底端挡板10一起进行正行程运动，并将油液腔15内的油液推入空气腔14内，同时活塞杆9压缩正行程缓冲蜂窝201，蜂窝的缓冲力和油液阻尼力以及空气阻力一起吸收活塞杆9所受到的冲击载荷。当活塞杆9所受到的冲击载荷被吸收完之后由于空气腔14内的空气被压缩，空气腔14内的压强增大，空气腔14内的高压气体会对活塞杆9产生一个回弹力，此时活塞杆9在回弹力的作用下发生反行程运动，而底端挡板10在棘轮机构的作用下被限位，故而活塞杆9在回弹力作用下压缩反行程缓冲蜂窝202，蜂窝的缓冲力和油液阻尼力一起阻碍活塞杆9的回弹，从而与棘轮机构一起构成柔性反回弹系统。