燃气舵面连接结构及飞行器燃气舵面解锁分离方法与流程

本发明涉及飞行器结构设计领域，具体地，涉及一种燃气舵面连接结构及飞行器燃气舵面解锁分离方法。特别地，涉及燃气舵面连接结构及飞行器燃气舵面自主解锁分离方法。

背景技术：

1、由于某些特殊任务需要，飞行器需要在较低速度情况下完成弹体姿态角大角度转动。由于低速状态下空气舵效率较低，故需要推力矢量控制实现该动作，燃气舵技术为推力矢量控制技术之一。

2、但燃气舵面会影响发动机推力性能，故燃气舵在飞行器完成机动任务后，常通过舱段分离或烧蚀舵面技术实现燃气舵面与飞行器分离，保证发动机燃气通路顺畅。

3、其中，舱段分离方案多采用爆炸螺栓实现，爆炸螺栓为火工品，整体技术复杂且需增加点火线路和安装空间。而烧蚀舵面技术无法精确控制舵面完成烧蚀的时间。

4、因此目前缺少一种结构简单，且效果可靠的解锁分离方法。

5、专利文献cn 109795720 a公开了一种航天器舱段分离用火工装置引爆控制设计方法，包括步骤：a.设计航天器舱段分离用火工装置引爆控制电路；b.基于所述a步骤中的控制电路，设计冗余控制电路。但该方案仍然使用火工装置引爆方法实现舱段分离，仍然存在点火线路设计复杂，需要单独设计点火线路的缺陷。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种燃气舵面连接结构及飞行器燃气舵面解锁分离方法。

2、根据本发明提供的一种燃气舵面连接结构，包括燃气舵面本体、支座、弹性件以及传动轴；

3、燃气舵面本体上设置有卡齿结构与第一凸台结构；所述第一凸台结构位于所述卡齿结构下方；

4、支座上设置有卡槽结构及中央容纳空间，所述卡槽结构在所述中央容纳空间上方；所述传动轴的一端连接有第二凸台结构；传动轴的另一端用于连接外界驱动电机；

5、所述燃气舵面连接结构具有初始状态与解锁状态；

6、在初始状态下，燃气舵面本体的端部通过卡齿结构嵌于支座的卡槽结构及中央容纳空间内；所述传动轴的一端位于所述中央容纳空间内，且所述传动轴的一端通过第二凸台结构与所述第一凸台结构相抵；所述传动轴的另一端穿过所述燃气舵面本体延伸至所述燃气舵面本体外；所述弹性件安装在所述中央容纳空间内，所述弹性件的一端与所述卡齿结构相抵，所述弹性件的另一端与支座相抵，且所述弹性件处于压缩状态；

7、在初始状态切换为解锁状态时，传动轴带动所述燃气舵面本体旋转，所述卡齿结构在所述弹性件的作用下脱离所述卡槽结构。

8、优选的，所述传动轴与第一凸台结构一体连接，所述第一凸台结构与第二凸台结构相互匹配。

9、优选的，所述中央容纳空间包括第一容纳腔、第二容纳腔、第三容纳腔；

10、卡槽结构包括槽结构以及限位块；

11、所述第一容纳腔、第二容纳腔、第三容纳腔、槽结构由下至上依次连通，所述第一容纳腔位于所述支座的一端，槽结构位于所述支座的另一端；

12、所述第一容纳腔、第二容纳腔、第三容纳腔以及槽结构的半径依次增大；

13、所述限位块的数量为多个，多个限位块对称布置在所述槽结构的顶端，所述限位块的内径小于所述槽结构的内径。

14、优选的，所述弹性件为弹簧，所述弹簧安装在所述第三容纳腔内，且套设在所述第一凸台结构外侧。

15、优选的，所述支座紧固安装在外界飞行器上。

16、优选的，所述卡齿结构包括连接台与卡齿部；

17、所述卡齿部的数量与所述限位块的数量相匹配，多个卡齿部沿所述连接台的周向布置；

18、所述第一凸台结构、连接台以及卡齿部的外径依次增大；

19、所述卡齿部的外径小于槽结构内径且大于所述限位块的内径。

20、根据本发明提供的一种飞行器燃气舵面解锁分离方法，采用所述的燃气舵面连接结构；

21、还包括如下步骤：

22、s1、初始状态下，燃气舵面本体的端部通过卡齿结构嵌于支座的卡槽结构及中央容纳空间内，实现燃气舵面展向固定使其正常工作；

23、s2、外界驱动电机驱动传动轴带动所述燃气舵面本体偏转预设角度；

24、s3、在弹性件的作用下，卡齿结构脱离卡槽结构，完成燃气舵面本体与支座的分离。

25、优选的，在所述步骤s1中，

26、燃气舵面本体中的卡齿部被支座中的限位块阻挡，使燃气舵面本体与支座相互连接。

27、优选的，在所述步骤s2中，

28、随着燃气舵面本体的角度偏转，卡齿部偏转出限位块的位置，此时卡齿部未被限位块阻挡，完成解锁步骤。

29、优选的，所述步骤s3中，在弹性件的弹力作用下，弹性件驱动所述卡齿部向上运动，使燃气舵面本体整体向上脱离支座，完成燃气舵面本体与支座的分离。

30、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

31、1、本发明通过采用卡槽结构与卡齿结构的配合，结合燃气舵面的旋转与弹性件的弹力，即可实现燃气舵面的分离，本发明结构简单，且不采用任何火工或烧蚀技术，不需要设计复杂火工线路的同时也能够通过控制传动轴的旋转时间与速度，准确的控制燃气舵面本体的分离时间。

32、2、本发明的分离方法操作简便，步骤简单，仅需操作传动轴旋转，及可实现燃气舵面的分离。

技术特征：

1.一种燃气舵面连接结构，其特征在于，包括燃气舵面本体(1)、支座(2)、弹性件(3)以及传动轴(4)；

2.根据权利要求1所述的燃气舵面连接结构，其特征在于，所述传动轴(4)与第二凸台结构(41)一体连接，所述第一凸台结构(12)与第二凸台结构(41)相互匹配。

3.根据权利要求1所述的燃气舵面连接结构，其特征在于，所述中央容纳空间包括第一容纳腔(21)、第二容纳腔(22)、第三容纳腔(23)；

4.根据权利要求3所述的燃气舵面连接结构，其特征在于，所述弹性件(3)为弹簧，所述弹簧安装在所述第三容纳腔(23)内，且套设在所述第一凸台结构(12)外侧。

5.根据权利要求1所述的燃气舵面连接结构，其特征在于，所述支座(2)紧固安装在外界飞行器上。

6.根据权利要求3所述的燃气舵面连接结构，其特征在于，所述卡齿结构(11)包括连接台(111)与卡齿部(112)；

7.一种飞行器燃气舵面解锁分离方法，其特征在于，采用权利要求1至6中任一项所述的燃气舵面连接结构；

8.根据权利要求7所述的飞行器燃气舵面解锁分离方法，其特征在于，在所述步骤s1中，

9.根据权利要求7所述的飞行器燃气舵面解锁分离方法，其特征在于，在所述步骤s2中，

10.根据权利要求7所述的飞行器燃气舵面解锁分离方法，其特征在于，所述步骤s3中，在弹性件(3)的弹力作用下，弹性件(3)驱动所述卡齿部(112)向上运动，使燃气舵面本体(1)整体向上脱离支座(2)，完成燃气舵面本体(1)与支座(2)的分离。

技术总结
本发明提供了一种燃气舵面连接结构及飞行器燃气舵面解锁分离方法。所述燃气舵面连接结构，包括燃气舵面本体、支座、弹性件以及传动轴；燃气舵面本体上设置有卡齿结构与第一凸台结构；支座上设置有卡槽结构及中央容纳空间，所述传动轴的一端连接有第二凸台结构；传动轴的另一端用于连接外界驱动电机；所述燃气舵面连接结构具有初始状态与解锁状态。本发明通过采用卡槽结构与卡齿结构的配合，结合燃气舵面的旋转与弹性件的弹力，即可实现燃气舵面的分离，本发明结构简单，且不采用任何火工或烧蚀技术，不需要设计复杂火工线路的同时也能够通过控制传动轴的旋转时间与速度，准确的控制燃气舵面本体的分离时间。

技术研发人员：吴烁,许泉,查颖,刘思禹,王若尧,华洲,钟永健,李勇
受保护的技术使用者：上海机电工程研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14