全包对开式头罩的连接解锁与防热系统
阅读说明：本技术 全包对开式头罩的连接解锁与防热系统 (Connection unlocking and heat-proof system of full-enclosed split head cover ) 是由 张怀宇 姬永强 赵林东 杨鑫 鲍泳林 甄文强 单继祥 丁志伟 于 2021-04-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种全包对开式头罩的连接解锁与防热系统,全包对开式头罩包括上半壳体、下半壳体,上半壳体、下半壳体扣合连接,上半壳体、下半壳体在根部可转动连接,载荷安装在组合后的上半壳体、下半壳体内部,连接解锁与防热系统包括连接件、火工品；连接件置于上半壳体内；火工品置于下半壳体内,火工品与连接件连接,并用于对上半壳体、下半壳体进行连接紧固；本发明在火箭头罩的头部,仅使用一件火工品即可实现上、下半壳体的连接和解锁功能,并能对功能组件进行有效防热；系统结构紧凑,易于装配、测试和拆卸维修,在产品功能、经济性和可靠性之间取得了较好的平衡。(The invention discloses a connecting, unlocking and heat-proof system of a full-enclosed split head cover, wherein the full-enclosed split head cover comprises an upper half shell and a lower half shell, the upper half shell and the lower half shell are buckled and connected, the upper half shell and the lower half shell are rotatably connected at the root parts, loads are arranged inside the combined upper half shell and the combined lower half shell, and the connecting, unlocking and heat-proof system comprises a connecting piece and initiating explosive devices; the connecting piece is arranged in the upper half shell; the initiating explosive device is arranged in the lower half shell and connected with the connecting piece and used for connecting and fastening the upper half shell and the lower half shell; according to the invention, at the head of the rocket head cover, the connection and unlocking functions of the upper half shell and the lower half shell can be realized by using only one initiating explosive device, and the functional components can be effectively protected from heat; the system has compact structure, is easy to assemble, test, disassemble and maintain, and obtains better balance among product function, economy and reliability.)
技术领域
本发明涉及航天飞行器技术领域，尤其涉及一种全包对开式头罩的连接解锁与防热系统。
背景技术
全包对开式头罩是火箭或导弹上采用的一种特殊的头部整流罩，“全包”是指载荷完全包络在头罩内部而获得防护；“对开”是指在火箭飞行过程中需要释放载荷时，头罩能够解锁并分开。通常采用火工品作为头罩连接和解锁的功能件，考虑全系统的经济性和可靠性，应尽量减少火工品的使用数量，但这会对头罩连接和解锁功能的可靠性带来不利影响，同时也会对火工品的安装结构设计、装配、测试、维修和环境适应性提出更高的要求。采用常规的设计思路较难同时满足上述各方面的要求。
因此需要研发出一种全包对开式头罩的连接解锁与防热系统来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题设计了一种全包对开式头罩的连接解锁与防热系统。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
全包对开式头罩的连接解锁与防热系统，全包对开式头罩包括上半壳体、下半壳体，上半壳体、下半壳体扣合连接，上半壳体、下半壳体在根部可转动连接，载荷安装在组合后的上半壳体、下半壳体内部，连接解锁与防热系统包括：
连接件；连接件置于上半壳体内；
用于将连接件爆破断开的火工品；火工品置于下半壳体内，火工品与连接件连接，并用于对上半壳体、下半壳体进行连接紧固。
具体地，在上半壳体、下半壳体内均设置有径向安装孔，两个径向安装孔的连接处设置有连接孔，连接孔的直径小于径向安装孔的直径；连接件为一螺套，螺套置于上半壳体的径向安装孔内，火工品置于下半壳体的径向安装孔内，火工品的螺杆穿过连接孔设置，火工品的螺杆与螺套螺纹连接。
进一步地，在上半壳体、下半壳体上均设置有盖板，盖板盖设在径向安装孔外端。
具体地，上半壳体、下半壳体上均设置有轴向安装孔，轴向安装孔用于连通径向安装孔和上半壳体、下半壳体内的后部空腔，并用于火工品电缆的过线。
具体地，连接解锁与防热系统还包括两个金属垫圈、两个隔热垫圈、圆柱衬套、电缆衬套Ⅰ和电缆衬套Ⅱ，两个金属垫圈、两个隔热垫圈均套装在螺杆上，其中第一个金属垫圈和第一个隔热垫圈置于上半壳体的径向安装孔内，第一个金属垫圈的第一端面与径向安装孔壁连接，第一个金属垫圈的第二端面与第一个隔热垫圈的第一端面连接，第一个隔热垫圈的第二端面与螺套的端面连接；第二个金属垫圈和第二个隔热垫圈置于下半壳体的径向安装孔内，第二个金属垫圈的第一端面与径向安装孔壁连接，第二个金属垫圈的第二端面与第二个隔热垫圈的第一端面连接，第二个隔热垫圈的第二端面与火工品的端面连接；圆柱衬套套装在火工品的侧壁，且圆柱衬套的侧壁与下半壳体的径向安装孔侧壁连接；电缆衬套Ⅰ安装在下半壳体的轴向安装孔内，电缆衬套Ⅱ安装在下半壳体的径向安装孔内，火工品电缆从电缆衬套Ⅰ和电缆衬套Ⅱ内过线。
优选地，全包对开式头罩还包括端头，端头置于上半壳体和下半壳体的首部，且端头与下半壳体的首部固定连接。
进一步地，端头形成为半球形。
优选地，金属垫圈为金属制成，隔热垫圈、圆柱衬套、电缆衬套Ⅰ和电缆衬套Ⅱ为低热导率和低热膨胀系数的材料制成。
本发明的有益效果在于：
在火箭头罩的头部，仅使用一件火工品即可实现上、下半壳体的连接和解锁功能，并能对功能组件进行有效防热；系统结构紧凑，易于装配、测试和拆卸维修，在产品功能、经济性和可靠性之间取得了较好的平衡。
附图说明
图1为发明的全包对开式头罩的连接解锁与防热系统整体示意图；
图2为头罩壳体内部结构的示意图。
其中，1-端头；2-螺栓；3-上半壳体；4-火工品；5-螺杆；6-盖板；7-螺套；8-沉头螺钉；9-隔热垫圈；10-金属垫圈；11-圆柱衬套；12-载荷；13-火工品电缆；14-电缆衬套Ⅰ；15-电缆衬套Ⅱ；16-下半壳体；17-径向安装孔；18-轴向安装孔。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。
如图1所示，全包对开式头罩的连接解锁与防热系统，全包对开式头罩包括上半壳体3、下半壳体16，上半壳体3、下半壳体16扣合连接，上半壳体3、下半壳体16在根部可转动连接，载荷12安装在组合后的上半壳体3、下半壳体16内部，连接解锁与防热系统包括：
连接件；连接件置于上半壳体3内；
用于将连接件爆破断开的火工品4；火工品4置于下半壳体16内，火工品4与连接件连接，并用于对上半壳体3、下半壳体16进行连接紧固。当火工品4被击发后，炸断螺杆5即可实现上半壳体3和下半壳体16的解锁。
如图1和2所示，在上半壳体3、下半壳体16内均设置有径向安装孔17，两个径向安装孔17的连接处设置有连接孔，连接孔的直径小于径向安装孔17的直径；连接件为一螺套7，螺套7置于上半壳体3的径向安装孔17内，火工品4置于下半壳体16的径向安装孔17内，火工品4的螺杆5穿过连接孔设置，火工品4的螺杆5与螺套7螺纹连接。
如图1所示，在上半壳体3、下半壳体16上均设置有盖板6，盖板6盖设在径向安装孔17外端，盖板6通过沉头螺钉8进行固定。
如图1和2所示，上半壳体3、下半壳体16上均设置有轴向安装孔18，轴向安装孔18用于连通径向安装孔17和上半壳体3、下半壳体16内的后部空腔，并用于火工品电缆13的过线。同时使气动热均衡传导，避免壳体头部在飞行过程中温升过高。
如图1和2所示，连接解锁与防热系统还包括两个金属垫圈10、两个隔热垫圈9、圆柱衬套11、电缆衬套Ⅰ14和电缆衬套Ⅱ15，两个金属垫圈10、两个隔热垫圈9均套装在螺杆5上，其中第一个金属垫圈10和第一个隔热垫圈9置于上半壳体3的径向安装孔17内，第一个金属垫圈10的第一端面与径向安装孔17壁连接，第一个金属垫圈10的第二端面与第一个隔热垫圈9的第一端面连接，第一个隔热垫圈9的第二端面与螺套7的端面连接；第二个金属垫圈10和第二个隔热垫圈9置于下半壳体16的径向安装孔17内，第二个金属垫圈10的第一端面与径向安装孔17壁连接，第二个金属垫圈10的第二端面与第二个隔热垫圈9的第一端面连接，第二个隔热垫圈9的第二端面与火工品4的端面连接；圆柱衬套11套装在火工品4的侧壁，且圆柱衬套11的侧壁与下半壳体16的径向安装孔17侧壁连接；电缆衬套Ⅰ14安装在下半壳体16的轴向安装孔18内，电缆衬套Ⅱ15安装在下半壳体16的径向安装孔17内，火工品电缆13从电缆衬套Ⅰ14和电缆衬套Ⅱ15内过线。
如图1所示，全包对开式头罩还包括端头1，端头1置于上半壳体3和下半壳体16的首部，且端头1与下半壳体16的首部固定连接。
如图1所示，端头1形成为半球形。
金属垫圈10为金属制成，隔热垫圈9、圆柱衬套11、电缆衬套Ⅰ14和电缆衬套Ⅱ15为低热导率和低热膨胀系数的材料制成。并要求其具备较好的加工成形性能以及较高的强度。
本发明系统中包括结构相似的上半壳体3和下半壳体16，在根部通过铰链相互连接，装配时相互扣合，使用连接件和火工品4从径向进行连接紧固，从而形成回转体形状的完整头罩，将载荷12包络在其中。通过防热组件将连接解锁组件中的火工品4与头罩组件隔离开来，避免火箭飞行时产生的气动热影响火工品4的性能。当飞行程序给出点火信号击发火工品4后，上半壳体3、下半壳体16之间实现解锁，获得了绕铰链转动的自由度，保证后续的头罩对开、释放载荷12等一系列功能的正常执行。
端头1、螺栓2、上半壳体3、下半壳体16、盖板6和沉头螺钉8，各零件的材料均为金属。上半壳体3、下半壳体16的主体部分为半圆柱薄壳；头部为类抛物线截面的典型气动整流结构，端头1具有近似于半球形的结构，通过螺栓2安装在壳体头部的端面上，能够在迎风面上起到气动整流的作用。
在飞行过程中，壳体受气动热的影响而迅速升温，壳体头部的温升尤其明显。两个金属垫圈10、两个隔热垫圈9、圆柱衬套11、电缆衬套Ⅰ14和电缆衬套Ⅱ15安装在上半壳体3、下半壳体16中，将连接解锁组件与壳体头部隔离开来。金属垫圈10与壳体接触，隔热垫圈9位于连接解锁组件与金属垫圈10之间，需要承载一定的拧紧预紧力。圆柱衬套11、电缆衬套Ⅰ14和电缆衬套Ⅱ15均安装在火工品4附近。圆柱衬套11用于火工品4在壳体空腔内的填压，以免受冲击振动而晃动。电缆衬套Ⅰ14和电缆衬套Ⅱ15用于火工品电缆13的隔热防护。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。
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