Способ фиксации элементов конструкций, преимущественно ступеней ракет Российский патент 2025 года по МПК B64G1/64 F42B15/36 

Изобретение относится к способам фиксации элементов конструкции, преимущественно ступеней ракет, и может быть использовано в области авиационной и ракетной техники.

Близким техническим решением является устройство для разделения элементов космического аппарата по патенту RU 2144892, содержащее корпус с установленным в него пиропатроном, гильзу, шток и вкладыши с опорными буртиками, снабженное жестко закрепленной внутри корпуса мембраной, на хвостовике которой закреплен шток, а в корпусе со стороны мембраны выполнена сферическая поверхность, при этом расстояние от мембраны до начала, со стороны штока, сферической поверхности превышает ширину опорных буртиков вкладышей штока, а разделяемые элементы закреплены на хвостовой части гильзы.

Общими признаками прототипа и предлагаемого способа являются: изготовление силовых фланцев стыкуемых конструкций, штока, установленных в гильзу удерживающих вкладышей и корпуса.

Особенностью прототипа является то, что это устройство для разделения элементов космического аппарата включает патронник с несколькими пиропатронами, а также подразумевает наличие толкателей отделения, являющихся отдельными элементами конструкции, что в совокупности снижает надежность летательного аппарата и увеличивает его массу, а деформация мембраны по сферической поверхности корпуса в замкнутом объеме повышает характеристики виброудара.

Предлагаемое изобретение описывает осесимметричную конструкцию, включающую лишь один исполнительный пиропатрон, и выполняющую функцию толкателя отделения, что позволяет повысить надежность летательного аппарата в целом со снижением его массы, а наличие пирогазовой амортизации подвижных элементов системы снижает характеристики виброудара.

Для достижения названного технического результата способ фиксации включает изготовление силовых фланцев стыкуемых конструкций, штока, установленных в гильзу удерживающих вкладышей и корпуса, при этом внутреннюю полость корпуса выполняют в виде двухступенчатого цилиндра, на одной из ступеней которого жестко закрепляют переходной цилиндр, в который устанавливают с возможностью перемещения вдоль, продольной оси корпуса гильзу, один конец которой выполняют в виде поршня, в который вкручивают пиропатрон, охватывающего переходной цилиндр и охватываемого корпусом, в теле которого выполняют специальные каналы и канавки, сообщающие полость между переходным цилиндром и пиропатроном, а другой конец выполняют в виде поршня, охватываемого переходным цилиндром и корпусом, упор переходного цилиндра в охватываемый им поршень гильзы обеспечивают через пружину, при этом ход поршня гильзы по переходному цилиндру имеет меньшее значение, чем ход поршней гильзы по двухступенчатому цилиндру корпуса, а газовые полости между поршнями гильзы сообщают через дроссельные отверстия, которые выполняют в переходном цилиндре, охватываемый гильзой шток изготавливают в виде затяжного болта, с упором на корпус через коническую втулку, в теле затяжного болта выполняют кольцевую канавку с конической боковой стенкой, располагаемой со стороны, противоположной направлению затяжки болта, упорную часть головки затяжного болта выполняют в виде отдельных удерживающих вкладышей, которые частично погружают в канавку тела затяжного болта, удерживающим вкладышам придают форму погруженной части, идентичную форме канавки тела затяжного болта, при этом поверхности взаимодействия удерживающих вкладышей с гильзой выполняют конусными по всей длине хода гильзы, с углом конусности, не превышающим угол трения, также хвостовую часть тела затяжного болта снабжают обжимным запирающим затвором, который выполняют в виде ступенчатой цилиндрической втулки, с обеспечением упора в конце ее движения в выступ, который выполняют в гильзе, и дальнейшим обжатием удерживающими вкладышами при возвратном движении гильзы.

Отличительным признаком предлагаемого способа фиксации является то, что внутреннюю полость корпуса выполняют в виде двухступенчатого цилиндра, на одной из ступеней которого жестко закрепляют переходной цилиндр, в который устанавливают с возможностью перемещения вдоль продольной оси корпуса гильзу, один конец которой выполняют в виде поршня, в который вкручивают пиропатрон, охватывающего переходной цилиндр и охватываемого корпусом, в теле которого выполняют специальные каналы и канавки, сообщающие полость между переходным цилиндром и пиропатроном, а другой конец выполняют в виде поршня, охватываемого переходным цилиндром и корпусом, упор переходного цилиндра в охватываемый им поршень гильзы обеспечивают через пружину, при этом ход поршня гильзы по переходному цилиндру имеет меньшее значение, чем ход поршней гильзы по двухступенчатому цилиндру корпуса, а газовые полости между поршнями гильзы сообщают через дроссельные отверстия, которые выполняют в переходном цилиндре, охватываемый гильзой шток изготавливают в виде затяжного болта, с упором на корпус через коническую втулку, в теле затяжного болта выполняют кольцевую канавку с конической боковой стенкой, располагаемой со стороны, противоположной направлению затяжки болта, упорную часть головки затяжного болта выполняют в виде отдельных удерживающих вкладышей, которые частично погружают в канавку тела затяжного болта, удерживающим вкладышам придают форму погруженной части, идентичную форме канавки тела затяжного болта, при этом поверхности взаимодействия удерживающих вкладышей с гильзой выполняют конусными по всей длине хода гильзы, с углом конусности, не превышающим угол трения, также хвостовую часть тела затяжного болта снабжают обжимным запирающим затвором, который выполняют в виде ступенчатой цилиндрической втулки, с обеспечением упора в конце ее движения в выступ, который выполняют в гильзе, и дальнейшим обжатием удерживающими вкладышами при возвратном движении гильзы.

Благодаря наличию указанных отличительных признаков в совокупности с известными достигается следующее: наличие пирогазовой амортизации подвижных элементов системы снижает характеристики виброудара, а отсутствие толкателей отделения, как отдельных узлов, и осесимметричная конструкция, включающая лишь один исполнительный пиропатрон, позволяют снизить количество исполнительных механизмов с повышением надежности летательного аппарата и снижением его массы.

Данный способ может реализоваться в стыковке ступеней ракет, отсеков, боевых частей и других полезных нагрузок, которые необходимо отделить во время полета.

Изобретение поясняется фиг. 1-3:

На фиг. 1 представлен способ фиксации в конфигурации удержания.

На фиг. 2, представлен способ фиксации в расстыкованной конфигурации.

На фиг. 3, сеч. А-А (фиг. 1), представлены удерживающие вкладыши.

Способ фиксации, изображенный на фиг. 1…3 включает изготовление силовых фланцев 1 и 2 (фиг. 1) стыкуемых элементов, штока 3 (фиг. 1, фиг. 3), установленных в гильзу 4 (фиг. 1, фиг. 3) удерживающих вкладышей 5 (фиг. 1, фиг. 3), и корпуса 6 (фиг. 1, фиг. 3), при этом внутреннюю полость корпуса выполняют в виде двухступенчатого цилиндра, на одной из ступеней которого жестко закрепляют переходной цилиндр 7 (фиг. 1), в который устанавливают с возможностью перемещения вдоль продольной оси корпуса гильзу, один конец которой выполняют в виде поршня 8 (фиг. 1), в который вкручивают пиропатрон 9 (фиг. 1), охватывающего переходной цилиндр и охватываемого корпусом, в теле которого выполняют специальные каналы и канавки 10 (фиг. 1), сообщающие полость 11 (фиг. 1) между переходным цилиндром и пиропатроном, а другой конец выполняют в виде поршня 12 (фиг. 1), охватываемого переходным цилиндром и корпусом, упор переходного цилиндра в охватываемый им поршень гильзы обеспечивают через пружину 13 (фиг. 1) при этом ход 1 (фиг. 1) поршня гильзы по переходному цилиндру имеет меньшее значение, чем ход L (фиг. 1) поршней гильзы по двухступенчатому цилиндру корпуса, а газовые полости виде затяжного болта, с упором на корпус через коническую втулку 15 (фиг. 1), в теле затяжного болта выполняют кольцевую канавку 16 (фиг. 1) с конической боковой стенкой, располагаемой со стороны, противоположной направлению затяжки болта, упорную часть головки затяжного болта выполняют в виде отдельных удерживающих вкладышей, которые частично погружают в канавку тела затяжного болта, удерживающим вкладышам придают форму погруженной части, идентичную форме канавки тела затяжного болта, при этом поверхности 17 (фиг. 1) взаимодействия удерживающих вкладышей с гильзой выполняют конусными по всей длине хода L гильзы, с углом конусности, не превышающим угол трения, также хвостовую часть тела затяжного болта снабжают обжимным запирающим затвором 18 (фиг. 1), который выполняют в виде ступенчатой цилиндрической втулки, с обеспечением упора в конце ее движения в выступ 19 (фиг. 1), который выполняют в гильзе, и дальнейшим обжатием удерживающими вкладышами при возвратном движении гильзы.

Способ фиксации работает следующим образом: при подаче электрического сигнала на пиропатрон, через специальные каналы и канавки в полость под переходным цилиндром нагнетается избыточное давление газов, которое приводит в движение гильзу, тем самым снимает момент затяжки штока. При перемещении гильзы на ход 1 избыточное давление газов приводит в движение шток, с установленным на нем обжимным запирающим затвором, вследствие чего разделяются фланцы стыкуемых элементов, при этом удерживающие вкладыши плавно перемещаются по конусной поверхности гильзы и штока. При перемещении гильзы на ход L окончательно расфиксируется стык, шток выходит за пределы корпуса, а обжимной запирающий затвор в конце своего хода упирается в выступ и обжимается удерживающими вкладышами по внешнему диаметру при обратном движении гильзы. Дроссельное отверстие соединяет газовые полости между поршнями гильзы, обеспечивая ее газовое демпфирование.

Изобретение относится к способам фиксации элементов конструкций авиационной и ракетной техники. Для фиксации изготавливают силовые фланцы, шток, гильзу с удерживающими вкладышами и корпус. Внутреннюю полость корпуса выполняют в виде двухступенчатого цилиндра с переходным цилиндром и гильзой, один конец которой выполняют в виде поршня с пиропатроном. Пиропатрон охватывает переходной цилиндр, в корпусе выполняют каналы для связи полостей. Другой конец гильзы также выполняют в виде поршня, упирающегося на переходный цилиндр через пружину. Ход поршня по переходному цилиндру меньше, чем по корпусу. Газовые полости между поршнями соединяют дроссельным отверстием. Шток изготавливают в виде затяжного болта с кольцевой канавкой и конусными удерживающими вкладышами. Хвостовую часть болта снабжают обжимным запирающим затвором, упирающимся в гильзу для обжатия вкладышами при возвратном движении. Достигается снижение характеристики виброудара, повышение надежности летательного аппарата, снижение его массы. 3 ил.

Способ фиксации элементов конструкции, преимущественно ступеней ракет, включающий изготовление силовых фланцев стыкуемых элементов, штока, установленных в гильзу удерживающих вкладышей и корпуса, отличающийся тем, что внутреннюю полость корпуса выполняют в виде двухступенчатого цилиндра, на одной из ступеней которого жестко закрепляют переходной цилиндр, в который устанавливают с возможностью перемещения вдоль продольной оси корпуса гильзу, один конец которой выполняют в виде поршня, в который вкручивают пиропатрон, охватывающего переходной цилиндр и охватываемого корпусом, в теле которого выполняют специальные каналы и канавки, сообщающие полость между переходным цилиндром и пиропатроном, а другой конец выполняют в виде поршня, охватываемого переходным цилиндром и корпусом, упор переходного цилиндра в охватываемый им поршень гильзы обеспечивают через пружину, при этом ход поршня гильзы по переходному цилиндру имеет меньшее значение, чем ход поршней гильзы по двухступенчатому цилиндру корпуса, а газовые полости между поршнями гильзы сообщают через дроссельные отверстия, которые выполняют в переходном цилиндре, охватываемый гильзой шток изготавливают в виде затяжного болта, с упором на корпус через коническую втулку, в теле затяжного болта выполняют кольцевую канавку с конической боковой стенкой, располагаемой со стороны, противоположной направлению затяжки болта, упорную часть головки затяжного болта выполняют в виде отдельных удерживающих вкладышей, которые частично погружают в канавку тела затяжного болта, удерживающим вкладышам придают форму погруженной части, идентичную форме канавки тела затяжного болта, при этом поверхности взаимодействия удерживающих вкладышей с гильзой выполняют конусными по всей длине хода гильзы, с углом конусности, не превышающим угол трения, также хвостовую часть тела затяжного болта снабжают обжимным запирающим затвором, который выполняют в виде ступенчатой цилиндрической втулки, с обеспечением упора в конце ее движения в выступ, который выполняют в гильзе, и дальнейшим обжатием удерживающими вкладышами при возвратном движении гильзы.