专利名称:轻简式逃逸塔的制作方法
轻简式逃逸塔
技术领域：
轻简式逃逸塔属于载人航天技术，它是宇航员进入飞船之后，飞船由静止到上升至三千米之间；主推力火箭或飞船在发生事故或将要发生事故时，用于宇航员逃生的一个动力工具。
背景技术 上世纪九十年代，中国航天部用350亿元巨资购买了俄国的载人航天技术，并派出一千人次的人员长期到俄国学习，获得了载人航天的成功，中国购买俄国载人航天器的逃逸塔，共有四部分组成，从上往下数便是，一个270公斤的压重物，该物下边是一组多个弯曲推力固体燃料火箭，弯曲火箭下边是一个有三个噴口的固体燃料的主拉力逃逸火箭，主逃逸火箭下边，是一个带外罩的支架。该支架用爆炸螺丝与飞船的轨道仓相连。
逃逸塔的作用，只是把飞船的返回仓和轨道仓直拉起之后，然后再使其进入弯曲轨道，以使宇宇航员降落在安全区。
实现飞船的提升和弯曲轨道运行，可以用多种技术方法实现，但是最安全、最轻便的方法，才是载人航天器所应该选择的方法。用这一标准来衡量俄国人设计的逃逸塔，它却违背了火箭设计的基本准则。
一个完整的轻简式逃逸塔，应该包括两方面的内容，一方面是把逃逸火箭负载简化和减轻。另一方面是把逃逸塔的自身重量减轻。中国购买的俄国宇宙飞船的低空逃逸，是火箭带动轨道仓，返回仓和宇航员一起逃逸。其实，只要能实现返回仓一仓逃逸就够了。这样就省去了轨道仓逃逸。这也就减去了逃逸火箭的一多半的负载。这样，就更能够把轻简式逃逸火箭设计的更小更轻。但是，由于该项技术已是另一个科技主题，因此，该项技术将在另外的发明专利申请中陈述，本申请只陈述轻简式逃逸塔的主题。
发明内容
轻简式逃逸塔有三部分组成，其第一部分是固体推力火箭，它的作用是为飞船内的宇航员提供逃逸动力。其第二部分是火箭的转向结构，它的作用是使火箭不但产生一个向上提升的拉力，而且还控制火箭上升一个阶段后，再产生一个横向推力，以使飞船内的宇航员降落于远离飞船主推力火箭的危险区。其第三部分是支架，它的作用是，使逃逸火箭的噴口与飞船之间产生一段距离，以此来保证逃逸火箭的射流尽可能地接近飞船逃逸的轨道，以便提高火箭的效率。其特征在于
A):本技术逃逸火箭的结构与原有的主逃逸火箭结构大部相同，其所不同之处是
(I)原有的逃逸火箭有三个噴口，本技术的逃逸火箭是对称的两个，但是，本技术的逃逸火箭的总功率略大于原逃逸火箭的总功率。因为,本技火箭要产生一个横向的推力分量。
(2)本技术逃逸火箭的噴管之上，加有一个轴环(图1的4)。
(3)本技术逃逸火箭的中心下边，有一个连接操纵杆(图1的6)，这个连接杆的上端与逃逸火箭的外壳，焊或铸为一体，为了减小重量这个连接操纵杆可制成管形或其它形体。
B):逃逸火箭下边的结构框架有两个作用，一个作用是连接逃逸火箭与下支架结合，另一个作用是装载逃逸火箭有限摆动的机械结构。控制逃逸火箭有限摆动的机械结构，分为复杂式和简单式。这两种机械结构分别都可以实现逃逸火箭的变向飞行。与复杂式机械结构相比较，简单式的机械结构更安全可靠。
C):简单式控制逃逸火箭变向噴射的装置有两部分组成，一部分是一个弹簧套管(图1的10)，另一部分是阻尼油缸(图4和图1的7)。无论是弹簧套管或阻尼油缸，两者的两头都有一个连接轴孔(图4中的6和I)，它们的一头轴孔与逃逸火箭的下部分连接操纵杆(图1的6)的下端连接，另一头的轴孔与逃逸塔上的框架轴孔连接。阻尼油缸与弹簧管各自两端的连接点，与逃逸火箭轴套轴心的距离大约相等。
D):阻尼油缸与弹簧套管控制逃逸火箭的飞行轨道的原理是，在逃逸火箭待飞时，阻尼油缸注满了防冻、不燃、不腐蚀的液体。此时弹簧套管被压缩至最低点，逃逸火箭也处在垂直状态，当逃逸火箭点燃后，此时逃逸火箭拉动飞船垂直上升，当飞船需要转弯时，阻尼油缸上的爆炸阀门(图4中的3)打开。阻尼油缸和火箭下连操纵杆在弹簧套管的推力作用下，油缸内的液体便被逐渐地挤出；逃逸火箭也便失去垂直状态。火箭便对飞船产生一个既提升又横向移动的拉力，并且，随着油缸内的液体被挤出的增多，逃逸火箭的横向推力也随之增加。从而实现一枚固体燃料火箭，既能提升负载，又能在把负载提升到一定高度后，逐渐加大横向运送负载的功能。
E):爆炸阀门的结构和原理是，在阻尼油缸的底部，有一个凸起的圆柱体。圆柱体的中心，有一个圆孔(图7的11)。这个圆孔就是阀门口，在阀门口的外侧是个略带锥度的螺纹口，这个螺纹品被螺丝堵住拧紧，就是阀门的关闭，反之，该螺丝被去掉，就是阀门的打开，由于本阀口的螺丝是用炸药的爆炸力去掉的，因此，本阀门被称之爆炸阀门，在本阀门凸起的圆柱体的上边，有一个阀门的上套(图7的2)，该上套的内腔高度要高于圆柱体凸起的高度，它的高度等于圆柱体凸起的高度加炸药和内螺丝体积所占用的高度。阀门上套内腔的直径，略微大于阀门凸起圆柱体的直径，使其既能套在凸出的圆柱体上，又能对炸药密封。在阀门上套的上边,有一个内孔,这个孔内穿有一个中心螺丝(图7的3)，这个中心螺丝有4个作用，第一作用是，它的一头用来封堵阀口(图7的10)，第二个作用是用来压紧阀门上套，第三个作用是连接阀门火幅，第四个作用是传导火药来点爆炸药。中心螺丝的堵阀口的丝头直径，要小于主体直径，这是为了在开启阀门时，保证中心螺丝的主体不断裂而保证阀门的可靠打开，中心螺丝的别一端，与上火幅用丝口连接。上火幅也有一个内腔，里边装的是引火火药。在上火帽上有另外两个孔，一个孔内装着导火索(图7的4)，两者穿入上左帽孔后，都用密封胶把其与上火帽粘接封牢，电能点火器与导火索点火的适时时间基本相同；中心螺丝杆内，有一个小孔，这个小孔连通了上火帽内腔和阀门上套内腔，这个小孔内装设的是点火火药(图7的12)，爆炸阀门的点火方式是双备份，一个方式是由飞船计算机控制给出的电能信号，另一个方式是导火索引入的点火方法。该导火索的另一头申在逃逸火箭的喷口处，只要逃逸火箭点燃，该导火索也必将点燃；
爆炸阀门的工作过程是逃逸火箭接到点火指令后，开始点火逃逸。该火箭点火后，必然点燃爆炸阀门的导火索。通过导火索的延时作用，逃逸火箭开始时是拉动飞船垂直逃逸，到逃逸火箭开始拐弯时，导火索的延时时间到，导火索(图7中的4)点燃上火帽(图7中的6)内的火药，上火帽内的火药又引燃主螺丝内导孔的火药，进而点燃阀门上套(图7中的2)内的炸药(图7中的9)。该炸药爆炸使主螺丝(图7中的3)下丝口(图7中的10)滑脱，使阻尼油缸的阀孔打开；当该阀孔被打开后，油缸内的液体被弹簧套管内的弹簧和逃逸火箭的横向分力的合力作用下，开始被逐渐地挤出，逃逸火箭也逐渐地弯曲运行，从而完成飞船的逃逸。
F):逃逸塔下部有一个支架(图1的8)，支架外部有一个外罩，支架的下部有螺丝孔，逃逸塔通过该孔用爆炸螺丝与飞船连接。
G):阻尼油缸加弹簧的操纵机构的组装方法是；先把逃逸火箭装在逃逸架上，然后，把弹簧套管的两端，分别与逃逸架和火箭操纵杆上的轴销连接，之后，再把阻尼油缸与操纵杆和逃逸架用轴销连接，再之后，通过阻尼油缸上的单向阀(图4的5)，给油缸注足了液体。阻尼油缸的内芯体上有一个密封环。
图1是轻简式逃逸塔外形图的正视图，图2是其俯视图，图3是其左视图，这三视图中的同一数字，表示同一部件。其中I是固体燃料的逃逸火箭。2是火箭的喷管。3是火箭的支架外罩。4是轴套。5是轴套上的轴头。6是火箭体上的操纵杆。7是阻尼油缸的外罩。8是逃逸塔下支架和其外罩。9是逃逸塔下支架底部的支架和外罩。10是弹簧管外罩。11是火箭及操作装置的支架。图4是阻尼油缸的正视图。图5是其俯视图。两图同一的数字表示同一的部件。图中的I是缸芯轴销耳环。2是油缸芯体，它是一个密封的罐体结构。3是爆炸阀门。4是阻尼油缸的外缸体。5是注液单向阀。6是阻尼油缸的外缸体的轴销耳环。图6是阻尼油缸及爆炸阀门的省略图。它是爆炸阀门在油缸上位置的外形俯视图。图7是图6的A-A剖视图，图6和图7相同的数字,表不同一的部件。其中I是阻尼油缸的壳体。2是阀门上套。3是中心螺丝。4是导火索。5是点火导线。6是上火帽。7是上火帽内腔。8是电能点火器。9是炸药。10是中心螺丝的下丝口。11是阻尼油缸阀孔。12是中心螺丝的火药导火孔。 具体实施方式
1、载人航天是国家工程，因此，实施本技术是首先由政府投入试验经费。2、按照制造原先的固体燃料逃逸火箭的工艺，来制造本技术两喷管的火箭。3、按说明书中的方法和原理来制造，阻尼油缸，弹簧管等部件，然后再组装便成功了。
权利要求
1.轻简式逃逸塔有三部分组成，其第一部分是固体推力火箭，它的作用是为飞船内的宇航员提供逃逸动力。其第二部分是火箭的转向结构，它的作用是使火箭不但产生一个向上提升的拉力，而且还控制火箭上升一个阶段后，再产生一个横向推力，以使飞船内的宇航员降落于远离飞船主推力火箭的危险区。其第三部分是支架，它的作用是，使逃逸火箭的噴口与飞船之间产生一段距离，以此来保证逃逸火箭的射流尽可能地接近飞船逃逸的轨道， 以便提高火箭的效率。其特征在于A):本技术逃逸火箭的结构与原有的主逃逸火箭结构大部相同，其所不同之处是(1)原有的逃逸火箭有三个噴口，本技术的逃逸火箭是对称的两个，但是，本技术的逃逸火箭的总功率略大于原逃逸火箭的总功率。因为，本技火箭要产生一个横向的推力分量。(2)本技术逃逸火箭的噴管之上，加有一个轴环(图1的4)。(3)本技术逃逸火箭的中心下边，有一个连接操纵杆(图1的6)，这个连接杆的上端与逃逸火箭的外壳，焊或铸为一体，为了减小重量这个连接操纵杆可制成管形或其它形体。B):逃逸火箭下边的结构框架有两个作用，一个作用是连接逃逸火箭与下支架结合，另一个作用是装载逃逸火箭有限摆动的机械结构。控制逃逸火箭有限摆动的机械结构，分为复杂式和简单式。这两种机械结构分别都可以实现逃逸火箭的变向飞行。与复杂式机械结构相比较，简单式的机械结构更安全可靠。C):简单式控制逃逸火箭变向噴射的装置有两部分组成，一部分是一个弹簧套管(图1的10)，另一部分是阻尼油缸(图4和图1的7)。无论是弹簧套管或阻尼油缸，两者的两头都有一个连接轴孔(图4中的6和I)，它们的一头轴孔与逃逸火箭的下部分连接操纵杆 (图1的6)的下端连接，另一头的轴孔与逃逸塔上的框架轴孔连接。阻尼油缸与弹簧管各自两端的连接点，与逃逸火箭轴套轴心的距离大约相等。D):阻尼油缸与弹簧套管控制逃逸火箭的飞行轨道的原理是，在逃逸火箭待飞时，阻尼油缸注满了防冻、不燃、不腐蚀的液体。此时弹簧套管被压缩至最低点，逃逸火箭也处在垂直状态，当逃逸火箭点燃后，此时逃逸火箭拉动飞船垂直上升，当飞船需要转弯时，阻尼油缸上的爆炸阀门(图4中的3)打开。阻尼油缸和火箭下连操纵杆在弹簧套管的推力作用下，油缸内的液体便被逐渐地挤出；逃逸火箭也便失去垂直状态。火箭便对飞船产生一个既提升又横向移动的拉力，并且，随着油缸内的液体被挤出的增多，逃逸火箭的横向推力也随之增加。从而实现一枚固体燃料火箭，既能提升负载，又能在把负载提升到一定高度后，逐渐加大横向运送负载的功能。E):爆炸阀门的结构和原理是，在阻尼油缸的底部，有一个凸起的圆柱体。圆柱体的中心，有一个圆孔(图7的11)。这个圆孔就是阀门口，在阀门口的外侧是个略带锥度的螺纹口，这个螺纹品被螺丝堵住拧紧，就是阀门的关闭，反之，该螺丝被去掉，就是阀门的打开， 由于本阀口的螺丝是用炸药的爆炸力去掉的，因此，本阀门被称之爆炸阀门，在本阀门凸起的圆柱体的上边，有一个阀门的上套(图7的2)，该上套的内腔高度要高于圆柱体凸起的高度，它的高度等于圆柱体凸起的高度加炸药和内螺丝体积所占用的高度。阀门上套内腔的直径，略微大于阀门凸起圆柱体的直径，使其既能套在凸出的圆柱体上，又能对炸药密封。 在阀门上套的上边，有一个内孔，这个孔内穿有一个中心螺丝(图7的3)，这个中心螺丝有 4个作用，第一作用是，它的一头用来封堵阀口(图7的10)，第二个作用是用来压紧阀门上套，第三个作用是连接阀门火幅，第四个作用是传导火药来点爆炸药。中心螺丝的堵阀口的丝头直径，要小于主体直径，这是为了在开启阀门时，保证中心螺丝的主体不断裂而保证阀门的可靠打开，中心螺丝的别一端，与上火幅用丝口连接。上火幅也有一个内腔，里边装的是引火火药。在上火帽上有另外两个孔，一个孔内装着导火索(图7的4)，两者穿入上左帽孔后，都用密封胶把其与上火帽粘接封牢，电能点火器与导火索点火的适时时间基本相同； 中心螺丝杆内，有一个小孔，这个小孔连通了上火帽内腔和阀门上套内腔，这个小孔内装设的是点火火药(图7的12)，爆炸阀门的点火方式是双备份，一个方式是由飞船计算机控制给出的电能信号，另一个方式是导火索引入的点火方法。该导火索的另一头申在逃逸火箭的喷口处，只要逃逸火箭点燃，该导火索也必将点燃；爆炸阀门的工作过程是逃逸火箭接到点火指令后，开始点火逃逸。该火箭点火后，必然点燃爆炸阀门的导火索。通过导火索的延时作用，逃逸火箭开始时是拉动飞船垂直逃逸， 到逃逸火箭开始拐弯时，导火索的延时时间到，导火索(图7中的4)点燃上火帽(图7中的6)内的火药，上火帽内的火药又引燃主螺丝内导孔的火药，进而点燃阀门上套(图7中的2)内的炸药(图7中的9)。该炸药爆炸使主螺丝(图7中的3)下丝口(图7中的10) 滑脱，使阻尼油缸的阀孔打开；当该阀孔被打开后，油缸内的液体被弹簧套管内的弹簧和逃逸火箭的横向分力的合力作用下，开始被逐渐地挤出，逃逸火箭也逐渐地弯曲运行，从而完成飞船的逃逸。F):逃逸塔下部有一个支架(图1的8)，支架外部有一个外罩，支架的下部有螺丝孔， 逃逸塔通过该孔用爆炸螺丝与飞船连接。G):阻尼油缸加弹簧的操纵机构的组装方法是；先把逃逸火箭装在逃逸架上，然后，把弹簧套管的两端，分别与逃逸架和火箭操纵杆上的轴销连接，之后，再把阻尼油缸与操纵杆和逃逸架用轴销连接，再之后，通过阻尼油缸上的单向阀(图4的5)，给油缸注足了液体。 阻尼油缸的内芯体上有一个密封环。
2.根据权利要求
1，第B项的说明，一种用电力驱动，改变固体逃逸火箭飞行方向的逃逸塔，其特征在于A :逃逸塔有一个固体燃料的逃逸火箭，支架和电驱操作机构所组成。B :逃逸火箭上有一个轴套架紧因地套在火箭外壳上，轴套的轴与逃逸塔的支架相连。C :逃逸火箭的下部有一个操纵杆，在操纵杆的顶端有一个电动机驱动的装置，连接在操纵杆和逃逸塔框架之间，该电动机械装置对操纵杆的推动，就是改变逃逸火箭的推力方向。
3.根据权利要求
1，第E项的说明，一种用来控制液体的爆炸阀门，其特征在于A 阀门的阀口是个凸出圆柱体，阀口上有螺纹，用螺丝堵住该阀口就是阀门的关闭。B :阀口凸出圆柱体上套一个盖帽，盖帽内有一个空腔用来放炸药。有一个螺丝穿过盖帽拧紧在阀口的螺纹上，穿过盖帽的螺丝还有压紧盖帽的功能，除此之外，该螺丝的另一头也是螺纹，与该螺纹结合的是一个点火帽，该螺丝中心有一个小孔，小孔把点火帽与盖帽内腔连通，使点火帽内的火药能点爆盖帽内的炸药，该炸药爆炸使堵阀的螺丝滑脱，这使阀口被打开，点火帽内有两个点火部件，一个是电能点火部件，另一个是导火索点火部件(图 7)。
专利摘要
轻减式逃逸塔属于载人航天技术，它是宇宙飞船低空上升事故时宇航员逃生的工具。现在的逃逸塔是由多个固体火箭和压重物组成，因此，它存在笨重的缺陷。本技术是用一个固体火箭的变向飞行来达到多个火箭的功能，从而减轻逃逸塔的自重。本技术是在一个固体的火箭上加一个横向的轴，在火箭的下边焊一个操纵杆，操纵杆与一个驱动装置相连。该装置的驱动可使火箭的推动方向绕轴变动，以此来达到一个火箭既能垂直飞行，又能横向移动的逃逸目的。
文档编号F41F3/04GKCN102997754SQ201210346484
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月13日
发明者韩佳溪 申请人:韩佳溪导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan