一种解锁分离装置及飞行器的制作方法

本发明涉及航天运载器的分离系统，尤其涉及一种解锁分离装置及飞行器。

背景技术：

1、分离装置按触发方式分为火工和非火工两大类，其中使用最早也是目前最广泛使用的是火工分离装置。该类装置通常适用于大型卫星分离，解锁时需要点燃火药腔中的火药，通过炸断螺栓实现卫星和火箭的解锁。但其分离冲击力大、产生污染物、不可重复测试和使用等缺点。火工分离装置工作时产生冲击载荷，严重时会引起航天器失事等事故。

2、目前，越来越多的研究人员着手研究分离冲击小、可重复使用的非火工分离装置。目前的非火工分离装置有熔断分离装置、石蜡驱动分离装置、电磁驱动分离装置、电机驱动分离装置、记忆金属分离装置等。电机驱动分离装置结构较为复杂，对电机性能有严格的要求，且无法进行冗余设计，能够提供的分离螺母连接力也较小。形状记忆合金分离装置需配置独立的电源，提前60s进行预热，否则无法满足分离响应时间要求，可靠性不够友好。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种解锁分离装置，其结构简单，且可以在较短的响应时间内完成解锁操作。

2、为了达到上述目的，本发明提供一种解锁分离装置，包括：壳体以及分别设在所述壳体内的空心支撑件、气动活塞以及用于与对接件连接的可分离连接件，所述壳体的内部具有容纳所述空心支撑件的限位腔体，所述可分离连接件和所述气动活塞沿着所述壳体的轴向方向设在所述空心支撑件中，所述空心支撑件与所述壳体的内侧壁滑动连接，所述气动活塞与所述空心支撑件的内侧壁滑动连接；

3、所述壳体具有第一端部和第二端部，所述第一端部靠近所述气动活塞，所述第二端部靠近所述可分离连接件，所述第一端部与所述空心支撑件弹性连接，所述第二端部具有用于供所述对接件进出所述壳体的第一通孔，所述空心支撑件靠近所述第二端部的一端具有第一开口，所述可分离连接件具有第二通孔，所述第一通孔通过所述第一开口与所述第二通孔连通。

4、与现有技术相比，本发明提供的解锁分离装置中，壳体的第二端部靠近可分离连接件，且第二端部具有用于供对接件进出壳体的第一通孔，空心支撑件靠近第二端部的一端具有第一开口，可分离连接件具有第二通孔，第一通孔通过第一开口与第二通孔连通，因此，对接件可以通过第一通孔和第一开口进入可分离连接件具有的第二通孔内。且由于可分离连接件和气动活塞沿着壳体的轴向方向设在空心支撑件中，空心支撑件与壳体的内侧壁滑动连接，气动活塞与空心支撑件的内侧壁滑动连接，因此，可以通过气动活塞在气体的推动下向靠近可分离连接件的方向移动，并将可分离连接件顶开，从而保证第二通孔内的对接件可以快速通过第一开口和第一通孔离开壳体，从而实现了解锁分离装置的解锁。经过实验测得响应时间≤20ms，解锁过程造成的冲击力较小，安全可靠。解锁分离装置所通入的气体来源广泛，无需单独配气，仅使用飞行器自带的气源即可完成解锁操作。

5、同时，在气体推动气动活塞靠近可分离连接件时，空心支撑件在气体的作用下，还可以向壳体具有的第二端部移动，而由于第一端部与空心支撑件弹性连接，因此，在空心支撑件向壳体具有的第二端移动的过程中，可以蓄积弹性势能。当气动活塞顶开可分离连接件实现解锁后，气动活塞所受到的气体压力越来越小，使得空心支撑件在弹性势能的作用下，迅速回弹到解锁前状态，也就是对接件被可分离连接件固定的状态。这种方式可以实现解锁分离装置的迅速复位。

6、由上可见，本发明提供的解锁分离装置的解锁和复位方法简单易行，响应时间短，且不会产生污染，也无需在使用过程中设置与解锁分离装置配套的测试设备和检查设备，从而在保证解锁分离装置的分离效果的同时，降低生产成本和操作成本。

7、本发明实施提供的解锁分离装置结构简单，可以进行冗余设计，无需电机驱动，也无需采用预热时间较长的形状记忆金属，所使用的可分离连接件不含有削弱层，具有较大的连接力。除此之外，该解锁分离装置可在地面进行无数次测试，便于进行试验验证，易于保证解锁分离装置的可靠性。

8、本发明实施例还提供了一种飞行器，包括第一方面所述的解锁分离装置。

9、与现有技术相比，本发明提供的飞行器的有益效果与所述的解锁分离装置的有益效果相同，此处不做赘述。

技术特征：

1.一种解锁分离装置，其特征在于，包括：壳体以及分别设在所述壳体内的空心支撑件、气动活塞以及用于与对接件连接的可分离连接件，所述可分离连接件和所述气动活塞沿着所述壳体的轴向方向设在所述空心支撑件中，所述空心支撑件与所述壳体的内侧壁滑动连接，所述气动活塞与所述空心支撑件的内侧壁滑动连接；

2.根据权利要求1所述的解锁分离装置，其特征在于，所述可分离连接件的数量多个，多个所述可分离连接件周向分布在所述空心支撑件内。

3.根据权利要求1所述的解锁分离装置，其特征在于，所述对接件为外螺纹对接件，所述第二通孔内形成有与所述外螺纹对接件具有的外螺纹匹配的内螺纹。

4.根据权利要求1所述的解锁分离装置，其特征在于，所述空心支撑件的内侧壁具有朝向所述可分离连接件靠近所述气动活塞的端面的第一限位面；

5.据权利要求1所述的解锁分离装置，其特征在于，所述壳体的内部具有容纳所述空心支撑件的限位腔体，所述壳体的内壁具有朝向所述第二端部的第二限位面，所述限位腔体位于所述第二限位面与所述第二端部之间的区域；

6.根据权利要求1所述的解锁分离装置，其特征在于，所述解锁分离装置还包括用于与气源连通的空心推杆，所述空心支撑件滑动套设在所述空心推杆上，所述空心支撑件与所述空心推杆之间密封，所述气动活塞与所述空心支撑件之间密封。

7.根据权利要求6所述的解锁分离装置，其特征在于，所述空心支撑件靠近所述第二端部的一端具有第二开口，所述解锁分离装置还包括用于伸入所述第二通孔的第一弹性件以及第二弹性件，所述第一弹性件设在所述气动活塞靠近所述第二端部的表面，所述壳体的所述第一端部通过所述第二弹性件与所述空心支撑件连接。

8.根据权利要求7所述的解锁分离装置，其特征在于，所述第一弹性件的外径小于等于所述第二通孔的内径，所述第二弹性件套设在所述空心推杆上。

9.根据权利要求1所述的解锁分离装置，其特征在于，所述壳体具有位于所述第二端部的底座，所述第一通孔开设在所述底座上。

10.一种飞行器，其特征在于，所述飞行器包括权利要求1~9任一项所述的解锁分离装置。

技术总结
本发明公开一种解锁分离装置及飞行器，涉及航天运载器的分离系统技术领域，以解决解锁分离装置结构复杂，响应时间长的问题。该解锁分离装置包括壳体以及分别设在壳体内的空心支撑件、气动活塞以及用于与对接件连接的可分离连接件，壳体的内部具有容纳空心支撑件的限位腔体，可分离连接件和气动活塞沿着壳体的轴向方向设在空心支撑件中，空心支撑件与壳体的内侧壁滑动连接，气动活塞与空心支撑件的内侧壁滑动连接。壳体具有第一端部和第二端部，第一端部靠近气动活塞，第二端部靠近可分离连接件，第一端部与空心支撑件弹性连接。解锁分离装置和飞行器用于在较短时间内进行解锁分离操作。

技术研发人员：邓军雷,张世军,马晨光,韩建锋,王鑫磊,徐启盛,赵辉,范祺峰,高琦,贾静雅,吕莹
受保护的技术使用者：江苏深蓝航天有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27