一种航天飞行器伞降连接机构的制作方法

本公开涉及航天飞行器伞降回收技术领域，具体涉及一种航天飞行器伞降连接机构。

背景技术：

目前，航天飞行器上伞降回收方式多应用于舱段级回收，伞降系统装于舱段轴线方向，并采用牵引伞(或减速伞)沿舱段轴线方向拖动主降落伞达到开伞高度后进行开伞，实现舱段级垂直降落回收。

这种伞降回收的方式无法应用在全箭水平回收，全箭水平回收要求开伞方向在全箭水平轴线的法线方向，并作用在全箭质心位置。但是当火箭无法满足质心位置安装伞降系统，且具有一定飞行速度时，需要一种伞降连接机构实现对全箭的水平回收。

技术实现要素：

本申请的目的是针对以上问题，提供一种航天飞行器伞降连接机构。

第一方面，本申请提供一种航天飞行器伞降连接机构，包括固定部与分离部；所述固定部包括：解锁螺栓、收集盒、抗剪套筒以及安装块；所述解锁螺栓设置为爆炸螺栓；所述收集盒连接在飞行器上，所述解锁螺栓的一端设置在所述收集盒内，另一端伸出所述收集盒；所述解锁螺栓远离收集盒的一端外部套设抗剪套筒；所述抗剪套筒卡接在所述安装块内，所述解锁螺栓对应抗剪套筒的端部伸出所述安装块；所述收集盒与安装块固定连接；所述分离部包括：吊点支座、铰链耳片以及转换铰链；伸出安装块的解锁螺栓的一端固定在所述吊点支座上，所述解锁螺栓的爆炸分离点设置在安装块与吊点支座之间；所述转换铰链上分别铰接连接减速伞伞绳和主伞伞绳；所述转换铰链通过所述铰链耳片铰接连接在所述吊点支座上。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述安装块的表面对应吊点支座设置一对导向销，所述吊点支座表面对应所述导向销向内凹陷有定位凹槽。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述安装块对应所述抗剪套筒开设第一通孔，所述抗剪套筒通过所述第一通孔卡接在所述安装块内；所述吊点支座对应伸出安装块的解锁螺栓的端部设置第二通孔，解锁螺栓远离收集盒的一端穿过所述第二通孔后通过第一螺母与吊点支座固定连接。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述吊点支座上靠近所述转换铰链的一侧通过第一螺栓固定有支座护罩。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述转换铰链包括一对第三通孔以及一对第四通孔，所述转换铰链设置在第三通孔靠近铰链耳片的一侧；所述减速伞伞绳通过一对所述第四通孔与转换铰链连接，所述主伞伞绳通过一对所述第三通孔与转换铰链连接。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述减速伞伞绳的端部设有第一连接孔，所述第一连接孔设置在一对第四通孔之间并与第四通孔对齐，贯穿一对第四通孔以及第一连接孔的第二螺栓将减速伞伞绳的端部铰接连接在转换铰链上。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述铰链耳片设置一对，分别连接在转换铰链的两侧；每个所述铰链耳片上分别设置第五通孔及第六通孔，所述铰链耳片设置在第六通孔靠近转换铰链的一侧。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述主伞伞绳的端部设有第二连接孔，所述第二连接孔设置在一对第三通孔之间并与第三通孔对齐，一对铰链耳片设置在对应转换铰链的外侧并使得一对所述第六通孔分别与一对第三通孔对齐，依次穿过第六通孔、第三通孔以及第二连接孔的主伞绳转轴将转换铰链、铰链耳片以及主伞伞绳可转动地连接在一起，所述主伞绳转轴的两端分别固定有第二螺母。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述吊点支座的两侧对应一对所述铰链耳片分别设置外突的连接轴，一对所述连接轴分别穿过一对铰链耳片的第五通孔后通过第三螺母将吊点支座与铰链耳片铰接连接。

本发明的有益效果：本申请提供一种航天飞行器全箭水平回收中应用的伞降连接机构，固定部安装在飞行器上，分离部分别与减速伞以及主伞连接，锁紧螺栓的一端连接在固定部上，另一端连接在分离部上，当锁紧螺栓爆炸时锁紧螺栓在固定部与分离部之间断开，使得固定部与分离部分离，分离部脱离固定部后依次打开减速伞以及主伞，由于主伞在全箭轴线的法线方向打开，因此达到全箭整体水平回收的目的，具有操作简单、回收效率高等优势。

附图说明

图1为本申请第一种实施例的固定部与分离部分离时的结构示意图；

图2为本申请第一种实施例的固定部与分离部连接且分离部在箭体内未展开时的结构示意图；

图3为图2的固定部与分离部未分离前且分离部在箭体外部分展开的结构示意图；

图4为本申请第一种实施例的爆炸图；

图中所述文字标注表示为：100、固定部；110、解锁螺栓；120、收集盒；130、抗剪套筒；140、安装块；140、导向销；200、分离部；210、吊点支座；211、连接轴；220、铰链耳片；221、第五通孔；222、第六通孔；230、转换铰链；231、第三通孔；232、第四通孔；240、减速伞伞绳；241、第一连接孔；250、主伞伞绳；251、第二连接孔；260、支座护罩；310、第一螺母；320、第二螺栓；330、主伞绳转轴；340、第二螺母；350、第三螺母。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本申请进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本申请的保护范围有任何的限制作用。

如图1至图4所示，所示为本申请的第一种实施例的示意图，包括固定部100与分离部200；所述固定部100包括：解锁螺栓110、收集盒120、抗剪套筒130以及安装块140；所述解锁螺栓110设置为爆炸螺栓；所述收集盒120连接在飞行器上，所述解锁螺栓110的一端设置在所述收集盒120内，另一端伸出所述收集盒120；所述解锁螺栓110远离收集盒120的一端外部套设抗剪套筒130；所述抗剪套筒130卡接在所述安装块140内，所述解锁螺栓110对应抗剪套筒130的端部伸出所述安装块140；所述收集盒120与安装块140固定连接。

本实施例中，解锁螺栓110的一端安装在收集盒120内，另一端伸出收集盒120，设置在收集盒120内的解锁螺栓110的一端设置火药。伸出收集盒120的解锁螺栓110上套设抗剪套筒130，抗剪套筒130对解锁螺栓110起到保护作用，减少解锁螺栓110承受来自外界的剪切力，避免解锁螺栓110提前解锁爆炸，从而使得解锁螺栓110无法正常工作。将抗剪套筒130卡接套设在安装块140内，并使得安装块140与收集盒120固定连接，安装块140对抗剪套筒130、解锁螺栓110起到保护、支撑连接的作用。

所述分离部200包括：吊点支座210、铰链耳片220以及转换铰链230；伸出安装块140的解锁螺栓110的一端固定在所述吊点支座210上，所述解锁螺栓110的爆炸分离点设置在安装块140与吊点支座210之间；所述转换铰链230上分别铰接连接减速伞伞绳240和主伞伞绳250；所述转换铰链230通过所述铰链耳片220铰接连接在所述吊点支座210上。

本实施例中，解锁螺栓110的端部伸出安装块140，并与吊点支座210固定连接，由于与减速伞及主伞连接的转换铰链230通过铰链耳片220相连接，因此当引爆收集盒120内的解锁螺栓110的端部时，位于安装块140与吊点支座210之间的解锁螺栓110的爆炸分离点断裂，由于解锁螺栓110未引爆爆炸时作为整体将固定部100与分离部200连接在一起，当解锁螺栓110被引爆后，位于固定部100与分离部200之间的解锁螺栓110发生断裂因此固定部100与分离部200实现分离，因此与吊点支座210连接的减速伞伞绳以及主伞伞绳250由飞行器箭体内随着吊点支座210被弹射出箭体，从而依次触发减速伞以及主伞进行打开工作。本实施例中，分离部200由飞行器上分离的目的是将减速伞以及主伞的端部弹射出箭体外部，触发箭体回收过程。在分离部200与固定部100未分离之前两者都设置在箭体内部，由于分离部200的各部分之间铰接连接因此方便减速伞以及主伞在箭体内调整角度，便于固定部100与分离部200未分离之前分离部200的各部分隐藏在箭体内节省空间而且不影响箭体的正常工作。

本实施例中，在减速伞弹射后伞绳带动转换铰链230以吊点支座210为轴心进行旋转，减速伞开伞动作在箭体后方，作用点在吊点支座210上。

本实施例中，减速伞在分离部200分离后首先被打开工作，减速伞的设置目的为：将具有一定飞行速度的箭体进行拉动减速并将箭体姿态拉起至利于主伞出舱的一定角度后在主伞适宜的打开高度时在箭体的轴线法线方向进行主伞开伞。

本实施例中，主伞与箭体之间预先通过三个单独的吊点相连接，因此当主伞打开之后，主伞拖动箭体进行水平下落从而完成箭体的水平回收。

本实施例的工作原理为：在箭体未启动回收程序时，固定部100与分离部200固定连接在一起；

当箭体回收程序开始启动时，引爆解锁螺栓110，固定部100与分离部200相分离，减速伞伞绳端部以及主伞伞绳250端部由箭体内弹出，减速伞伞绳的端部以吊点支座210为轴心进行转动，从而减速伞被打开，由与减速伞伞绳与主伞伞绳250通过转换铰链230相连接，而主伞通过预先设置的单独的吊点与箭体相连接，因此减速伞打开后实现对箭体的拖拽，从而起到对具有一定飞行速度的箭体的减速作用，同时调整箭体的角度姿态；

当箭体被调整为合适的打开角度以及高度时，主伞伞绳250牵引主伞打开，由于主伞打开方向在箭体轴线法线方向因此实现对全箭箭体的水平回收，为飞行器全箭水平回收提供可行性。而且由于整套连接机构设置为可拆卸结构因此方便机构的调整与维修，为机构的回收重复利用提供可行性，增加经济效应而且拆装方便，操作简单。

在一优选实施例中，所述安装块140的表面对应吊点支座210设置一对导向销141，所述吊点支座210表面对应所述导向销141向内凹陷有定位凹槽。

本优选实施例中，在安装块140与吊点支座210之间设置相匹配的导向销141与定位凹槽，实现安装块140与吊点支座210之间的定位，保证固定部100与分离部200未分离前相对位置的稳定性，以保证解锁螺栓110爆炸后两者之间顺利分离。本优选实施例中，导向销141设置为刚性材质。

在一优选实施例中，所述安装块140对应所述抗剪套筒130开设第一通孔，所述抗剪套筒130通过所述第一通孔卡接在所述安装块140内；所述吊点支座210对应伸出安装块140的解锁螺栓110的端部设置第二通孔，解锁螺栓110远离收集盒120的一端穿过所述第二通孔后通过第一螺母310与吊点支座210固定连接。

本优选实施例中，套设在解锁螺栓110外侧的抗剪套筒130通过安装块140上的第一通孔固定在安装块140内，实现抗剪套筒130在安装块140内的固定。本实施例中固定部100与分离部200通过解锁螺栓110相连接，解锁螺栓110的一端固定在固定部100内的收集盒120内，另一端通过第一螺母310与吊点支座210固定连接。本实施例中，解锁螺栓110的爆炸分离点设置在固定部100的安装块140与分离部200的吊点支座210之间，因此当解锁螺栓110爆炸时，一部分解锁螺栓110依旧固定在固定部100内，剩余部分的解锁螺栓110固定在分离部200内，因此实现固定部100与分离部200的分离。

在一优选实施例中，所述吊点支座210上靠近所述转换铰链230的一侧通过第一螺栓固定有支座护罩260。

本优选实施例中，解锁螺栓110远离收集盒120的一端固定在吊点支座210上，支座护罩260设置在解锁螺栓110的端部一侧将解锁螺栓110的端部与转换铰链230相隔离，支座护罩260设置的目的是对解锁螺栓110的端部进行防护，防止外力对解锁螺栓110造成冲击，从而造成解锁螺栓110的提前损坏，影响正常工作。

在一优选实施例中，所述转换铰链230包括一对第三通孔231以及一对第四通孔232，所述转换铰链230设置在第三通孔231靠近铰链耳片220的一侧；所述减速伞伞绳240通过一对所述第四通孔232与转换铰链230连接，所述主伞伞绳250通过一对所述第三通孔231与转换铰链230连接。

本优选实施例中，转换铰链230的设置目的是分别连接减速伞与主伞的伞绳端部，转换铰链230通过铰链耳片220与吊点支座210铰接连接。将减速伞伞绳、主伞伞绳250与转换铰链230分别铰接、转换铰链230与铰链耳片220铰接连接以及将铰链耳片220与吊点支座210铰接连接，是方便吊点支座210与解锁螺栓110爆炸分离后减速伞伞绳以及主伞伞绳250分别灵活地调整角度，方便拖拽箭体。

在一优选实施例中，所述减速伞伞绳240的端部设有第一连接孔241，所述第一连接孔241设置在一对第四通孔232之间并与第四通孔232对齐，贯穿一对第四通孔232以及第一连接孔241的第二螺栓320将减速伞伞绳240的端部铰接连接在转换铰链230上。

本优选实施例中，通过第二螺栓320将减速伞伞绳的端部可转动地铰接连接在转换铰链230上。

在一优选实施例中，所述铰链耳片220设置一对，分别连接在转换铰链230的两侧；每个所述铰链耳片220上分别设置第五通孔221及第六通孔222，所述铰链耳片220设置在第六通孔222靠近转换铰链230的一侧。

所述主伞伞绳250的端部设有第二连接孔251，所述第二连接孔251设置在一对第三通孔231之间并与第三通孔231对齐，一对铰链耳片220设置在对应转换铰链230的外侧并使得一对所述第六通孔222分别与一对第三通孔231对齐，依次穿过第六通孔222、第三通孔231以及第二连接孔251的主伞绳转轴330将转换铰链230、铰链耳片220以及主伞伞绳250可转动地连接在一起，所述主伞绳转轴330的两端分别固定有第二螺母340。

本优选实施例中，设置一对铰链耳片220分别可转动地铰接连接在转换铰链230以及吊点支座210之间，是保证转换铰链230与吊点支座210连接的稳定性。将主伞伞绳250的端部通过主伞绳转轴330可转动地铰接连接在转换铰链230上。

在一优选实施例中，所述吊点支座210的两侧对应一对所述铰链耳片220分别设置外突的连接轴211，一对所述连接轴211分别穿过一对铰链耳片220的第五通孔221后通过第三螺母340将吊点支座210与铰链耳片220铰接连接。

本优选实施例中，吊点支座210与铰链耳片220通过连接轴211以及第三螺母340实现可转动地铰接连接。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将申请的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本申请的保护范围。

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