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

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

Наиболее 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 устройства являются: система содержит силовые фланцы стыкуемых конструкций, шток, установленные в гильзу удерживающие вкладыши, и корпус.

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 имеет 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 в системе фиксации имеются: силовые фланцы стыкуемых конструкций, шток, установленные в гильзу удерживающие вкладыши и корпус, при этом внутренняя полость корпуса выполнена в виде двухступенчатого цилиндра с жестко закрепленным в одной из ступеней переходным цилиндром, и установленной с возможностью перемещения вдоль продольной оси корпуса гильзой, один конец которой выполнен в виде поршня, с установленным в него пиропатроном, охватывающего переходной цилиндр и охватываемого корпусом, в теле которого выполнены специальные каналы и канавки, сообщающие полость между переходным цилиндром и пиропатроном, а другой конец выполнен в виде поршня, охватываемого переходным цилиндром и корпусом, с упором переходного цилиндра через пружину в охватываемый им поршень гильзы, 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 сообщаются через дроссельное отверстие, выполненное в переходном цилиндре, охватываемый гильзой шток, выполненный в виде затяжного болта упирающегося на корпус через коническую втулку, в теле затяжного болта выполнена кольцевая канавка с конической боковой стенкой, расположенной со стороны, противоположной направлению затяжки болта, упорная часть головки затяжного болта выполнена в виде отдельных удерживающих вкладышей, частично погруженных в канавку тела затяжного болта, имеющих форму погруженной части, идентичную форме канавки тела затяжного болта, при этом поверхности взаимодействия удерживающих вкладышей с гильзой выполнены конусными по всей длине хода гильзы, с углом конусности не превышающим угол трения, также хвостовая часть тела затяжного болта снабжена обжимным запирающим затвором, выполненным в виде ступенчатой цилиндрической втулки, с возможностью упора в конце ее движения в выступ, выполненный в гильзе, и дальнейшим обжатием удерживающими вкладышами, при возвратном движении гильзы.

Отличительным признаком предлагаемой системы фиксации является то, что внутренняя полость корпуса выполнена в виде двухступенчатого цилиндра с жестко закрепленным в одной из ступеней переходным цилиндром, и установленной с возможностью перемещения вдоль продольной оси корпуса гильзой, один конец которой выполнен в виде поршня, с установленным в него пиропатроном, охватывающего переходной цилиндр и охватываемого корпусом, в теле которого выполнены специальные каналы и канавки, сообщающие полость между переходным цилиндром и пиропатроном, а другой конец выполнен в виде поршня, охватываемого переходным цилиндром и корпусом, с упором переходного цилиндра через пружину в охватываемый им поршень гильзы, 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 сообщаются через дроссельное отверстие, выполненное в переходном цилиндре, охватываемый гильзой шток, выполненный в виде затяжного болта упирающегося на корпус через коническую втулку, в теле затяжного болта выполнена кольцевая канавка с конической боковой стенкой, расположенной со стороны, противоположной направлению затяжки болта, упорная часть головки затяжного болта выполнена в виде отдельных удерживающих вкладышей, частично погруженных в канавку тела затяжного болта, имеющих форму погруженной части, идентичную форме канавки тела затяжного болта, при этом поверхности взаимодействия удерживающих вкладышей с гильзой выполнены конусными по всей длине хода гильзы, с углом конусности не превышающим угол трения, также хвостовая часть тела затяжного болта снабжена обжимным запирающим затвором, выполненным в виде ступенчатой цилиндрической втулки, с возможностью упора в конце ее движения в выступ, выполненный 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.

Данное техническое решение может найти применение в качестве системы фиксации ступеней ракет, отсеков, боевых частей и других полезных нагрузок, которые необходимо отделить во время полета.

Изобретение поясняется фиг. 1…3:

На фиг. 1 представлена система фиксации в конфигурации удержания.

На фиг. 2, представлена система фиксации в расстыкованной конфигурации.

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

Система фиксации, изображенная на фиг. 1…3 содержит силовые фланцы 1 и 2 (фиг. 1) стыкуемых конструкций, шток 3 (фиг. 1, фиг. 3), установленные в гильзу 4 (фиг. 1, фиг. 3) удерживающие вкладыши 5 (фиг. 1, фиг. 3) и корпус 6 (фиг. 1, фиг. 3), при этом внутренняя полость корпуса выполнена в виде двухступенчатого цилиндра с жестко закрепленным в одной из ступеней переходным цилиндром 7 (фиг. 1), и установленной с возможностью перемещения вдоль продольной оси корпуса гильзой, один конец которой выполнен в виде поршня 8 (фиг. 1), с установленным в него пиропатроном 9 (фиг. 1), охватывающего переходной цилиндр и охватываемого корпусом, в теле которого выполнены специальные каналы и канавки 10 (фиг. 1), сообщающие полость 11 (фиг. 1) между переходным цилиндром и пиропатроном, а другой конец выполнен в виде поршня 12 (фиг. 1), охватываемого переходным цилиндром и корпусом, с упором переходного цилиндра через пружину 13 (фиг. 1) в охватываемый им поршень гильзы, 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 между поршнями гильзы сообщаются через дроссельные отверстия 14 (фиг. 1), выполненные в переходном цилиндре, охватываемый гильзой шток, выполненный в виде затяжного болта упирающегося на корпус через коническую втулку 15 (фиг. 1), в теле затяжного болта выполнена кольцевая канавка 16 (фиг. 1) с конической боковой стенкой, расположенной со стороны, противоположной направлению затяжки болта, упорная часть головки затяжного болта выполнена в виде отдельных удерживающих вкладышей, частично погруженных в канавку тела затяжного болта, имеющих форму погруженной части, идентичную форме канавки тела затяжного болта, при этом поверхности 17 (фиг. 1) взаимодействия удерживающих вкладышей с гильзой выполнены конусными по всей длине хода L гильзы, с углом конусности не превышающим угол трения, также хвостовая часть тела затяжного болта снабжена обжимным запирающим затвором 18 (фиг. 1), выполненным в виде ступенчатой цилиндрической втулки, с возможностью упора в конце ее движения в выступ 19 (фиг. 1), выполненный в гильзе, и дальнейшим обжатием удерживающими вкладышами, при возвратном движении гильзы.

Система фиксации работает следующим образом: при подаче электрического сигнала на пиропатрон, через специальные каналы и канавки в полость под переходным цилиндром нагнетается избыточное давление газов, приводящее в движение гильзу, тем самым снимая момент затяжки штока. При перемещении гильзы на ход 1, избыточное давление газов также приводит в движение шток, с установленным на нем обжимным запирающим затвором, в следствии чего происходит разделение фланцев стыкуемых элементов, при этом удерживающие вкладыши плавно перемещаются по конусной поверхности гильзы и штока. При перемещении гильзы на ход L происходит окончательная расфиксация стыка, 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 служит для соединения газовых полостей между поршнями гильзы, обеспечивая ее газовое демпфирование.

Изобретение относится к системам фиксации элементов конструкций авиационной и ракетной техники. Система фиксации включает силовые фланцы, шток, гильзу с удерживающими вкладышами и корпус. Внутренняя полость корпуса представляет собой двухступенчатый цилиндр с переходным цилиндром и гильзой, один конец которой - поршень с пиропатроном. Пиропатрон охватывает переходной цилиндр, в корпусе имеются каналы для связи полостей. Другой конец гильзы также поршень, упирающийся на переходный цилиндр через пружину. Ход поршня по переходному цилиндру меньше, чем по корпусу. Газовые полости между поршнями соединены дроссельным отверстием. Шток выполнен в виде затяжного болта с кольцевой канавкой и конусными удерживающими вкладышами. Хвостовая часть болта имеет обжимной запирающий затвор, упирающийся в гильзу для обжатия вкладышами при возвратном движении. Достигается снижение характеристики виброудара, повышение надежности летательного аппарата, снижение его массы. 3 ил.

Система фиксации элементов конструкции, преимущественно ступеней ракет, включающая силовые фланцы стыкуемых конструкций, шток, установленные в гильзу удерживающие вкладыши и корпус, отличающаяся тем, что внутренняя полость корпуса выполнена в виде двухступенчатого цилиндра с жестко закрепленным в одной из ступеней переходным цилиндром, и установленной с возможностью перемещения вдоль продольной оси корпуса гильзой, один конец которой выполнен в виде поршня, с установленным в него пиропатроном, охватывающего переходной цилиндр и охватываемого корпусом, в теле которого выполнены специальные каналы и канавки, сообщающие полость между переходным цилиндром и пиропатроном, а другой конец выполнен в виде поршня, охватываемого переходным цилиндром и корпусом, с упором переходного цилиндра через пружину в охватываемый им поршень гильзы, 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 сообщаются через дроссельное отверстие, выполненное в переходном цилиндре, охватываемый гильзой шток, выполненный в виде затяжного болта упирающегося на корпус через коническую втулку, в теле затяжного болта выполнена кольцевая канавка с конической боковой стенкой, расположенной со стороны, противоположной направлению затяжки болта, упорная часть головки затяжного болта выполнена в виде отдельных удерживающих вкладышей, частично погруженных в канавку тела затяжного болта, имеющих форму погруженной части, идентичную форме канавки тела затяжного болта, при этом поверхности взаимодействия удерживающих вкладышей с гильзой выполнены конусными по всей длине хода гильзы, с углом конусности не превышающим угол трения, также хвостовая часть тела затяжного болта снабжена обжимным запирающим затвором, выполненным в виде ступенчатой цилиндрической втулки, с возможностью упора в конце ее движения в выступ, выполненный в гильзе, и дальнейшим обжатием удерживающими вкладышами, при возвратном движении гильзы.