一种用于飞行器快速开舱的爆炸切割分离装置的制作方法

本发明属于爆炸切割领域，具体涉及一种用于飞行器快速开舱的爆炸切割分离装置。

背景技术：

近年来，我国在航空航天领域取得了令世人瞩目的成就，航空航天事业的发展带动了一系列科学技术的进步。我国政府高度重视飞行器产业的发展，将其作为国家战略性新兴产业和优先发展的高技术产业。飞行器结构通常采用比重小、比强度高、比模量大、加工成形方便、耐高低温以及耐老化和耐腐蚀能力强等特点的材料。在航空航天领域，铝合金材料具有飞行器对材料高要求的独特优点，所以铝合金材料在航空航天技术中和军事上得到了有效的应用。

目前铝合金材料成为国内外大力发展的航空航天高性能材料，制造飞行器舱体装备结构件，可以在保证飞行器装备性能的同时，极大降低材料的成本，大大减轻装备的质量。铝合金材料的应用有效解决了飞行器结构一体化和轻质化的要求，但对于常规飞行器而言，其中面临的一个关键问题是如何快速开舱，实现有效的切割分离。

目前，由于飞行器开舱存在着一些技术难点，爆炸切割分离通常会造成飞行器壳体的损伤和破坏，常常会造成分离面参差不齐、材料分层和撕裂等现象，甚至还会造成其他结构件的损伤。因此，采用结构合理的切割分离装置，是实现飞行器快速开舱技术的关键，也是目前飞行器开舱技术发展的新型方向。

因此有必要研发一种设计合理、结构简单，能够广泛应用于飞行器快速开舱的切割分离装置。与飞行器形成全面的轻质一体化，解决现有飞行器开舱技术的不足，难以实现切割有效性和时效性的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于飞行器快速开舱的爆炸切割分离装置，有效解决了主体部分和切割分离部分对连接强度与有效分离的设计矛盾，在保证足够连接强度的同时，又能保证切割分离部分与主体部分的有效分离，具有很好的应用前景。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种用于飞行器快速开舱的爆炸切割分离装置，设置在飞行器壳体内，包括聚能切割索、缓冲防护条、保护罩、基座、挡板、起爆器。飞行器壳体包括主体部分和切割分离部分（飞行器开舱区域），聚能切割索包括两条环向索和两条纵向索，两条环向索和两条纵向索呈四边形状布设在飞行器开舱区域的壳体内壁，搭接部位接缝处设有起爆器，缓冲防护条外壁设有一圈第一凹槽，聚能切割索嵌入第一凹槽，第一凹槽与聚能切割索紧密配合，缓冲防护条的外壁面为向内凹的圆弧状，可以有效吸收爆轰能量。保护罩为拱形，保护罩贴合飞行器壳体内壁，保护罩的外壁上开有第二凹槽，缓冲防护条嵌入第二凹槽，保护罩一端向第二凹槽方向开有一个第三凹槽，基座嵌入第三凹槽和飞行器壳体主体部分之间，并通过第一螺栓固连。保护罩另一端向第二凹槽方向开有一个第四凹槽，挡板一端嵌入第四凹槽和飞行器壳体之间，抵住保护罩，另一端位于第四凹槽外并通过第二螺栓与飞行器壳体的切割分离部分固连。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

（1）本发明装置结构设计简单合理，与飞行器实现了全面的轻质一体化，在保证飞行器舱体切割分离部分和主体部分连接强度的同时，又能达到很好的分离效果，有效解决了分离后结构完整无变形的问题，能够广泛应用于飞行器的快速开舱。

（2）本发明采用聚能切割索对飞行器舱体进行快速切割分离，其开舱区域断裂是由射流侵彻和爆轰崩裂两部分组成，但是不同结构装置切割分离时射流侵彻厚度和爆轰崩裂厚度的占比是不同的。

（3）本发明通过控制聚能切割索预置炸高，实现聚能切割索产生的爆轰能量在结构内合理分配，使切割面能够达到整齐，无分层，无撕裂的效果。

附图说明

图1为本发明用于飞行器快速开舱的爆炸切割分离装置的局部剖面示意图。

图2为本发明用于飞行器快速开舱的爆炸切割分离装置的整体示意图

图3为本发明用于飞行器快速开舱的爆炸切割分离装置的局部放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实例对本发明做进一步说明。

结合图1、图2和图3，本发明公开了一种用于飞行器快速开舱的爆炸切割分离装置10，设置在飞行器壳体7内，包括聚能切割索1、缓冲防护条2、保护罩3、基座4、挡板5、若干起爆器11。飞行器壳体7包括主体部分和切割分离部分（飞行器开舱区域），聚能切割索1包括两条环向索和两条纵向索，两条环向索和两条纵向索呈四边形状布设在飞行器开舱区域的壳体内壁，搭接部位接缝处均设有起爆器11，缓冲防护条2外壁设有一圈第一凹槽，聚能切割索1嵌入第一凹槽，第一凹槽与聚能切割索1紧密配合，缓冲防护条2的外壁面为向内凹的圆弧状，可以有效吸收爆轰能量。保护罩3的截面为拱形，保护罩3贴合飞行器壳体7内壁，保护罩3的外壁上开有第二凹槽，缓冲防护条2嵌入第二凹槽，保护罩3一端向第二凹槽方向开有一个第三凹槽，基座4嵌入第三凹槽和飞行器壳体7主体部分之间，并通过第一螺栓8固连。保护罩3另一端向第二凹槽方向开有一个第四凹槽，挡板5一端嵌入第四凹槽和飞行器壳体7之间，抵住保护罩3，另一端位于第四凹槽外并通过第二螺栓9与飞行器壳体7的切割分离部分固连。

所述用于飞行器快速开舱的爆炸切割分离装置还包括密封圈6，在挡板5与保护罩3之间通过密封圈6进行密封，防止产生的气流溢出对其他结构件造成损伤；飞行器壳体7在预置分离面处被聚能切割索1产生的聚能射流切开，实现切割分离部分与主体部分分离，在外界压力的作用下，切割分离部分被脱出主体部分，实现开舱。

飞行器壳体7选取以航空航天材料为代表的铝合金材料。根据结构的承载要求确定飞行器壳体7的厚度，在满足承载的前提下，分离厚度越小对切割分离越有利。

聚能切割索1选择炸高时，要求在到达被切割飞行器壳体7前聚能射流已形成并汇聚。

缓冲防护条2，采用橡胶护套或聚氨酯泡沫护套，其截面积应不小于聚能切割索1的装药截面积的6倍。缓冲防护条2在结构中起到吸收爆轰能量的作用，缓冲防护条2的材料和体积是影响吸能作用的主要因素。不同类型的聚能切割索产生的爆轰能量不同，而对应需要的缓冲护套2的材料和体积也不同。通过控制聚能切割索1预置炸高，使聚能切割索1产生的爆轰能量在结构内合理分配，从而实现飞行器壳体7整齐切割的效果。因此保证了切割面整齐，无分层，无撕裂的效果。

保护罩3为铝合金材料，用于实现爆轰能量的有效利用和释放比，分离后结构完整，保护罩3无较大变形。

基座4可选取铝合金材料或碳纤维树脂复合材料，基座4上设有与保护罩3连接的螺纹孔，通过第一螺栓8与保护罩3的第三凹槽以及飞行器壳体7的主体部分连接在一起，基座4一方面可以固定保护罩3，另一方面分离后可保持与其固定在一起的结构的刚度。

挡板5可选取铝合金材料或碳纤维树脂复合材料，挡板5通过第二螺栓9连接在飞行器壳体的切割分离部分，可以控制保护罩3，防止其变形。

在本发明中，设置了切割索1的地方必然设置保护罩3、基座4和挡板5。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，显而易见，任何熟悉本技术领域的技术人员，可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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