一种新型运载火箭的牵制缓释装置的制作方法

1.本实用新型涉及火箭牵制缓释装置技术领域，具体为一种新型运载火箭的牵制缓释装置。


背景技术：

2.在火箭发射瞬间，发动机通常会延后几秒才能达到满推力工作。同时，为了提高发射可靠性和保障发射工位安全，采用牵制缓释装置是运载火箭发射时的必要技术手段。
3.目前，牵制缓释装置主要分为两大类：机构型和爆炸螺栓型。机构型牵制缓释装置主要是在气动或者液力驱动下，机械部件动作，来达到牵制和缓释火箭的目的。机械零件较多，要求制造和装配精度高，缓释的同步性较差。爆炸螺栓型牵制缓释装置包括爆炸螺栓和缓释销，一般成组设计，既要满足火箭发动机推力达到预设值后螺栓瞬间爆炸，同时依靠缓释装置来克服产生的附加冲击载荷。结构简单、同步性好，但是缓释效果差，仍有振动冲击载荷作用在火箭箭体尾端结构上。
4.因此本领域技术人员亟需一种结构简单、反应速度快且释放同步性好的牵制缓释装置。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型运载火箭的牵制缓释装置。该牵制缓释装置结构简单、部件少，易于生产以及维护，能够实现自动化控制，且释放同步性好，另外，在释放火箭尾部时不会对火箭尾部结构产生振动冲击载荷，保证火箭发射的安全性。
6.本实用新型提供了一种新型运载火箭的牵制缓释装置，该牵制缓释装置具有多个缓释结构，其中，多个所述缓释结构设置在发射台上，用于牵制压紧火箭尾端；所述缓释结构通过伸缩杆的控制，对所述火箭尾端进行牵制或释放；多个所述缓释结构均匀分布在所述火箭尾端的周围，用于对所述火箭尾端施加均匀的牵制力。
7.进一步的，所述火箭尾端设置有承力轴，所述缓释结构与所述承力轴接触，用于对火箭尾端施加牵制力。
8.进一步的，所述缓释结构还具有压杆以及转臂，其中，所述转臂的一端通过第一支座活动连接在所述发射台上；所述转臂的另外一端具有u型槽，所述压杆活动连接在所述u型槽内；所述压杆的一端与所述伸缩杆活动连接，所述压杆的另外一端用于与所述承力轴接触，在所述伸缩杆的作用下对所述承力轴施加牵制力。
9.进一步的，所述伸缩杆的另外一端通过第二支座活动连接在所述发射台上，用于为所述伸缩杆提供支撑力。
10.本实用新型的实施方式中，所述缓释结构上还具有力传感器，所述力传感器设置在所述伸缩杆上，用于检测所述伸缩杆的轴向力；所述力传感器电路连接控制端，将所述伸缩杆的轴向力数据反馈给所述控制端，用于控制牵制缓释过程。
11.进一步的，火箭推力与火箭重力之差大于或等于多个所述缓释结构预设牵制力的总和时，所述控制器控制所述伸缩杆带动所述压杆转动，逐渐撤销所述压杆对所述承力轴施加的牵制力。
12.本实用新型的实施方式中，所述压杆与所述承力轴接触的一端为曲线端，所述曲线端的内凹侧在所述压杆的下部；所述压杆对所述承力轴施加牵制力时，所述承力轴设置在所述压杆的下部，用于在该牵制缓释装置释放火箭的过程中，所述压杆保持对所述承力轴施加牵制力。
13.进一步的，火箭升高到预设高度的过程中，所述压杆对所述承力轴施加的牵制力逐渐减小至零。
14.本实用新型的实施方式中，所述伸缩杆为液压杆或电动杆。
15.本实用新型的实施方式中，所述转臂与所述第一支座通过插销或螺栓连接；所述压杆与所述转臂通过插销或螺栓连接；所述伸缩杆与所述第二支座通过插销或螺栓连接。
16.根据上述实施方式可知，本实用新型提供的一种新型运载火箭的牵制缓释装置具有以下益处：
17.该牵制缓释装置与现有技术相比，整体结构简单、零部件少，这样能够降低装置的故障率，且有利于生产和后期维护。另外，该牵制缓释装置能够实现自动化控制，通过预设牵制力值，来控制装置的启动，保证多个牵制缓释装置能够实现同步释放，确保火箭上升过程的稳定，大大减小火箭发射的起飞漂移量。而且与现有的爆炸螺栓型牵制缓释装置相比，该牵制缓释装置在释放火箭尾端时不产生对火箭尾端释放振动冲击载荷，提高了火箭发射任务的可靠性和保障发射过程的安全。
18.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，其并不能限制本实用新型所欲主张的范围。
附图说明
19.下面的附图是本实用新型的说明书的一部分，其绘示了本实用新型的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本实用新型的原理。
20.图1为本实用新型提供的一种新型运载火箭的牵制缓释装置的使用状态图。
21.图2为图1中a处的局部图。
22.图3为本实用新型提供的一种新型运载火箭的牵制缓释装置的结构图简图。
23.图4为本实用新型提供的一种新型运载火箭的牵制缓释装置的运动状态图。
24.图5为本实用新型提供的一种新型运载火箭的牵制缓释装置的实施例一的使用状态图。
25.图6为本实用新型提供的一种新型运载火箭的牵制缓释装置的实施例二的使用状态图。
26.图7为本实用新型提供的一种新型运载火箭的牵制缓释装置的实施例三的使用状态图。
27.附图标记说明：
28.1-缓释结构、2-发射台、3-火箭尾端；
29.11-伸缩杆、12-压杆、13-转臂、14-第一支座、15-第二支座、16-力传感器、31-承力
轴。
具体实施方式
30.现详细说明本实用新型的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本实用新型的限制，而应理解为是对本实用新型的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
31.在不背离本实用新型的范围或精神的情况下，可对本实用新型说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本实用新型的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本技术说明书和实施例仅是示例性的。
32.本实用新型提供了一种新型运载火箭的牵制缓释装置，如图1所示为该牵制缓释装置的使用状态图。该牵制缓释装置具有多个缓释结构1。其中，多个缓释结构1设置在发射台2上，用于牵制压紧火箭尾端3。缓释结构1通过伸缩杆11的控制，使得缓释结构11对火箭尾端3进行牵制或释放。具体的，一个缓释结构11对应一个伸缩杆，带动缓释结构运动。
33.多个缓释结构1均匀分布在火箭尾端3的周围，用于对火箭尾端3施加均匀的牵制力。为了保证火箭状态的稳定，需要保持火箭尾端牵制力均匀，这就需要在火箭尾端的周围均匀布置多个缓释结构11，保证火箭尾端多个方向均具有牵制力。
34.本实用新型的具体实施方式中，如图2所示，火箭尾端3设置有承力轴31，缓释结构1与承力轴31接触，用于通过缓释结构1对承力轴31施加作用力，进而对火箭尾端3施加牵制力。承力轴31能够相对于火箭尾端3进行转动，用于实现缓释结构1与承力轴31滚动接触，降低缓释结构1与承力轴31相互移动时的摩擦力，使得缓释结构1与承力轴31的相对运动更加的灵活。
35.具体的，缓释结构1还具有压杆12以及转臂13。其中，转臂13的一端通过第一支座14活动连接在发射台2上。优选的，转臂13与第一支座14通过插销或螺栓连接。
36.转臂13的另外一端具有u型槽，压杆12活动连接在u型槽内。优选的，压杆12与转臂13通过插销或螺栓连接。
37.压杆12的一端与伸缩杆11活动连接，压杆12的另外一端用于与承力轴31接触，压杆12在伸缩杆11推力的作用下对承力轴31施加牵制力。以及在伸缩杆11拉力的作用下，压杆12与承力轴31逐渐脱离接触。
38.伸缩杆11的另外一端通过第二支座15活动连接在发射台2上，第二支座15用于为伸缩杆11提供支撑力。优选的，伸缩杆11与第二支座15通过插销或螺栓连接。本实用新型的具体实施方式中，伸缩杆11为液压杆或电动杆，能够实现对伸缩杆11的远程遥控。
39.如图3所示，伸缩杆11在进行伸缩运动的过程中，转臂13在第一支座14的限定方向进行摆动，在转臂13的限位以及伸缩杆11的带动下，压杆12上扬或下降。
40.本实用新型的具体实施方式中，缓释结构1上还具有力传感器16。如图3所示，力传感器16设置在伸缩杆11上，用于检测伸缩杆11的轴向力。通过检测到伸缩杆11的轴向受力情况，进而得知压杆12对承力轴31的施力大小，因为力的作用是相互的，因此可以得出承力轴31对压杆12施加的作用力的大小。
41.另外，力传感器16电路连接控制端，将伸缩杆11的轴向力数据反馈给控制端，控制端根据实时反馈的轴向力的大小，进而控制压杆12对承力轴31牵制缓释的过程。
42.具体的，当火箭推力与火箭重力之差大于或等于多个缓释结构1预设牵制力的总和时，力传感器16将检测到的轴向力数据传递给控制器，控制器控制伸缩杆11逐渐缩回。压杆12在伸缩杆11的带动下进行转动，并在转臂13的限位下逐渐上扬，在压杆12上扬的过程中，压杆12对承力轴31施加的牵制力逐渐减小，直至牵制力为零。压杆12与承力轴31分离，释放火箭尾端。释放的过程中，多个缓释结构1是在控制器的控制下同步进行的，尽可能的避免在火箭升空的过程中出现火箭尾端受力不均的情况。另外，火箭在起飞之前可能会受到风力等因素的影响而晃动，火箭晃动会导致各个缓释结构1上的力传感器16检测到的轴向力不同，为防止误判，因此需要设定火箭推力与火箭重力之差稍大于多个缓释结构1预设牵制力的总和，这样能够保证火箭发射过程安全可靠。
43.本实用新型的具体实施方式中，如图3所示，压杆12与承力轴31接触的一端为曲线端，曲线端的内凹侧在压杆12的下部，即内凹侧为压杆12朝向火箭底部的一侧。压杆12对承力轴31施加牵制力时，承力轴31设置在压杆12的下部，即承力轴31与压杆12曲线端接触，用于在该牵制缓释装置释放火箭的过程中，压杆12保持对承力轴31施加牵制力。压杆12底面与承力轴31表面相切，以线接触方式进行传力，进而对火箭尾端施加下压力以约束火箭的运动。另外，线接触的方式相对于面接触来说摩擦力更小，当火箭升空的过程中，承力轴31与压杆12之间的相对移动更加的流畅，避免出现卡顿的情况，保证火箭升空时火箭尾部各个方位受到的牵制力更加的均匀，保证了火箭升空过程的稳定。在火箭未升空之前，压杆12曲线端的内凹侧对承力轴31施加的牵制力包括水平力和垂向力。其中，水平力用于约束火箭发射的起飞飘移运动。垂向力用于对火箭尾部进行压制。
44.另外，压杆12具有固定的最大上扬高度，在压杆12上扬的过程中，承力轴31与压杆12逐渐脱离接触。也就是说，在火箭升高到预设高度的过程中，压杆12对承力轴31施加的牵制力逐渐减小至零。在这个过程中牵制力呈曲线变化，使得火箭释放的过程更加的稳定。
45.如图4所示为火箭上升过程中，该缓释结构1的不同状态图。火箭升空之前，缓释结构1处于a状态，此时火箭的升力与火箭重力之差小于多个缓释结构1对承力轴31的预设牵制力的总和。当火箭的升力与火箭重力之差大于或等于多个缓释结构1对承力轴31的预设牵制力的总和时，控制端控制伸缩杆11逐渐缩回，压杆12在转臂13的限位、在承力轴31的推力作用以及在伸缩杆11的推力作用下逐渐进行上扬的运动。上扬过程中，火箭推力逐渐增加，火箭的高度也逐渐升高。当缓释结构1运动达到图4中b处时，此时承力轴31移动到了压杆12的尾端，从a到b的过程中，压杆12对承力轴31施加的牵制力逐渐减小至零。然后压杆12在伸缩杆11缩回的过程中继续上扬，到达状态c，从b到c的过程中，承力轴31与压杆12脱离接触，火箭在这个过程中达到满推力状态，火箭上升，完成火箭升空。
46.本实用新型的一种实施方式中，如图5所示，当火箭尾端具有一个主体时，4个缓释结构1均匀分布在火箭尾端的周围，两两缓释结构1之间的角度为90度，保证了火箭尾端各个方向受到的缓释力均匀，大大降低了火箭倾斜的概率。
47.本实用新型的一种实施方式中，如图6所示，当火箭尾端具有三个主体，且三个主体并排固定连接时，多个牵制缓释装置分别分布设置在每个主体的轴线处。即中间的主体竖直轴线上固定连接两个缓释结构1，两侧的火箭主体上，分别在竖直轴线上设置两个缓释结构，横向轴线上设置一个缓释结构。这种分布设置的情况，保证了火箭尾端各个方向受到的缓释力均匀，大大降低了火箭倾斜的概率。
48.本实用新型的一种实施方式中，如图7所示，当火箭尾端具有五个主体，且一个主体在中间设置，另外四个主体分别位于中间主体的横向和竖向轴线方向上，即位于中间主体的四周，两两之间呈90的分布，且均与中间主体固定连接。该实施例中设置了4个缓释结构，4个缓释结构1分别设置在周围四个主体的外侧，保证了多个缓释结构对周围主体施加均匀的牵制力。
49.以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下，任何本领域的技术人员所做出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。