本发明涉及多级火箭技术领域，具体涉及一种火药作动筒式级间舱。
背景技术：
探空火箭是我国临近空间气象探测的唯一工具。现役临近空间气象探空火箭多为单级火箭，具有发射质量大、成本高、保障队伍庞大等缺点。为此开展了新型两级小型探空火箭研制工作。常规的级间舱采用爆炸螺栓或切割索实现两级分离。但由于该探空火箭直径小，不具备安装爆炸螺栓或切割索的空间，因此需要研制一种新型的级间舱，满足两级分离要求。此外，为提高火箭飞行静稳定度，需保证助推器分离前二级尾翼处于折叠状态，助推器分离时，要保证二级尾翼先解锁、展开、稳定，再完成两级分离动作。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供了一种火药作动筒式级间舱，可用于小型多级火箭，能够实现尾翼先解锁、展开、稳定，再完成两级火箭分离动作。
本发明的具体实施方式如下：
一种火药作动筒式级间舱，包括级间分离机构和级间舱壳体；
所述级间分离机构包括两个同轴嵌套的活塞及尾翼卡爪，两个同轴嵌套的活塞包括外部活塞和内部活塞，尾翼卡爪周向固定在外部活塞端部，所述尾翼卡爪约束外围二级尾翼保持折叠状态；在内部燃气的作用下，级间分离机构的外部活塞先带动尾翼卡爪移动解除对外围二级尾翼的约束，然后内部活塞反向移动推出外围二级火箭；火药作动筒式级间分离机构与级间舱壳体固定连接。
进一步地，所述级间分离机构包括点火器、尾翼卡爪、支撑管、两级分离活塞、尾翼解锁活塞、尾翼解锁销及底座；
底座与支撑管固定连接，点火器同轴固定在支撑管内部，两级分离活塞套接在支撑管外圆周，尾翼解锁活塞套接在两级分离活塞外圆周，所述尾翼解锁活塞通过支撑管端面限制向上的位移，两级分离活塞下端面、支撑管外圆周面及尾翼解锁活塞内壁面合围形成密闭空间；所述支撑管上设有供燃气进入密闭空间的通孔；尾翼解锁活塞一端固定尾翼卡爪，另一端通过尾翼解锁销固定在底座上。
进一步地，所述点火器包括：端盖、电发火管、过滤网、壳体及产气药；
所述壳体底部压制产气药，壳体顶部与端盖固定连接，壳体侧壁开排气孔，使燃气排出，在排气孔内壁面粘贴过滤网；所述电发火管设在壳体内部，并与端盖螺纹连接。
有益效果：
本发明有效解决了无法安装切割索、爆炸螺栓等常规级间分离机构的小型多级火箭级间分离的技术难题，通过本发明的级间分类机构完成了两个动作，能够实现尾翼先解锁、展开、稳定，再完成两级火箭分离动作。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为尾翼解锁、展开示意图；
图3为两级分离示意图；
图4为火药作动筒式级间分离机构剖视图；
图5为点火器结构示意图。
其中，1-二级火箭、2-二级尾翼、3-火药作动筒式级间分离机构、4-级间舱壳体、5-螺栓、6-助推发动机、7-点火器、8-尾翼卡爪、9-支撑管、10-两级分离活塞、11-尾翼解锁活塞、12-尾翼解锁销、13-底座、14-端盖、15-电发火管、16-过滤网、17-壳体、18-产气药。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种火药作动筒式级间舱，如图1所示，包括火药作动筒式级间分离机构3、级间舱壳体4、螺栓5。级间舱壳体4与助推发动机6通过螺纹可靠连接。级间舱壳体4与二级火箭1使用锥面过盈配合连接，通过控制过盈配合压入力精确控制过盈配合载荷。采用锥面过盈配合可以使级间舱壳体4与二级火箭1更易脱开，精度高。火药作动筒式级间分离机构3与级间舱壳体4通过螺栓5可靠连接。二级尾翼2通过火药作动筒式级间分离机构3的尾翼卡爪8约束，并保持折叠状态。
如图4所示，火药作动筒式级间分离机构3包括：点火器7、尾翼卡爪8、支撑管9、两级分离活塞10、尾翼解锁活塞11、尾翼解锁销12、底座13。火药作动筒式级间分离机构3通过底座13与级间舱壳体4用螺栓5连接。底座13与支撑管9通过螺纹可靠连接。点火器7通过螺纹与支撑管9可靠固定。两级分离活塞10、尾翼解锁活塞11与支撑管9套接并可发生相对运动，三者一并形成密闭空间，聚集燃气。尾翼解锁活塞11通过支撑管9端面限位，只可向下移动，移动的极限距离为尾翼解锁活塞11与底座13接触位置。与此同时，尾翼解锁活塞11通过尾翼解锁销12限制向下的移动，仅当尾翼解锁销12破坏后，尾翼解锁活塞11才可向下移动。尾翼解锁销12的作用是防止尾翼在运输、振动、冲击等环境下意外移动。两级分离活塞10由支撑管9导向，沿支撑管9向上移动，安装时两级分离活塞10上端面与二级火箭1的下端面接触。尾翼卡爪8通过螺纹与尾翼解锁活塞11连接，用于约束尾翼。两级分离活塞10下端面、支撑管9外圆周面及尾翼解锁活塞11内壁面合围形成密闭空间，支撑管9上设有供燃气进入密闭空间的通孔。
如图5所示，点火器7包括：端盖14、电发火管15、过滤网16、壳体17、产气药18。端盖14与壳体17顶部通过螺纹可靠连接，电发火管15设在壳体17内部，通过螺纹与端盖14可靠连接。壳体17侧壁开排气孔，使燃气排出，排气孔内壁面粘贴过滤网16。在壳体17底部压制产气药18。
系统工作流程如下：电发火管15收到点火指令后工作，点燃产气药18，产气药18持续燃烧产生高温高压燃气，燃气进入尾翼解锁活塞11内壁面、两级分离活塞10下端面与支撑管9外圆周面合围形成的密闭空间。随着燃气的不断补充，密闭空间内压强逐步升高，当产生的载荷超过尾翼解锁销12强度时，尾翼解锁销12剪断，尾翼解锁活塞11向下移动并带动尾翼卡爪8缩回级间舱内，使二级尾翼2解锁、展开，如图2所示。之后，密闭空间压强继续升高，当载荷超过级间舱壳体4与二级火箭1过盈配合连接强度时，过盈配合解除，两级分离活塞10向上移动，将二级火箭1推出，完成两级分离，如图3所示。通过控制尾翼解锁销12的剪切强度，来保证尾翼解锁活塞11先向下运动，两级分离活塞10后向上运动。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。