阅读说明：本技术 一种分瓣式悬抛整流罩结构 (Split type suspension casting fairing structure ) 是由 何爱颖 张伟方 谢雪明 任广为 刘广宁 徐然 于 2020-10-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种分瓣式悬抛整流罩结构。整流罩结构包括端头帽、锥段、柱段及集中力扩散段；其中端头帽采用分瓣式的玻璃钢结构,锥段和柱段采用分瓣式蜂窝夹层结构,集中力扩散段采用分瓣式蒙皮桁条结构,并在集中力扩散段安装分离弹簧和悬抛铰链。横向方向分瓣的各段通过螺钉连接,纵向方向通过爆炸螺栓将两瓣结构连接为一体。整流罩与箭体通过横向爆炸螺栓连接。当箭体与整流罩分离时,横向、纵向爆炸螺栓启爆,整流罩在弹簧力的作用下,沿着铰链转轴进行旋转及分离,实现整流罩与箭体的分离。在轴压和外压联合作用的情况下,该整流罩结构形式具有质量小、结构效率高、加工工艺性好、加工周期短、成本低等优点。关键词：整流罩,蜂窝夹层,悬抛。(The invention discloses a split type suspension throwing fairing structure. The fairing structure comprises an end cap, a conical section, a column section and a concentrated force diffusion section; the end cap is of a split glass fiber reinforced plastic structure, the cone section and the column section are of a split honeycomb sandwich structure, the concentrated force diffusion section is of a split skin-stringer structure, and a separation spring and a suspension hinge are mounted on the concentrated force diffusion section. The sections of the transverse valving are connected through screws, and the two valving structures are connected into a whole through explosive bolts in the longitudinal direction. The fairing is connected with the arrow body through a transverse explosion bolt. When the rocket body is separated from the fairing, the transverse and longitudinal explosion bolts are exploded, and the fairing rotates and separates along the hinge rotating shaft under the action of the spring force, so that the fairing is separated from the rocket body. Under the combined action of axial pressure and external pressure, the structural form of the fairing has the advantages of small mass, high structural efficiency, good processing manufacturability, short processing period, low cost and the like. Key words: fairing, honeycomb sandwich and suspension throwing.)

一种分瓣式悬抛整流罩结构

技术领域

本发明属于火箭弹、运载火箭等技术领域，具体涉及一种分瓣式悬抛整流罩结构。

背景技术

整流罩位于箭体的最前端。当火箭在大气层内飞行时，整流罩主要作用是维持箭体外形、保护载荷等。当火箭飞出大气层后，保护载荷的任务已经完成，为了提高效率，增大火箭的运载能力及让出载荷的释放通道，需要将整流罩抛掉。整流罩一般由两个蚌壳式结构通过锁紧机构，连成整体。为实现两蚌壳式半罩的分离，在整流罩上还必须有分离机构。分离方式有横向平推、旋转分离；分离能量有弹射筒、无污染导爆索、弹簧等。

火箭在飞行过程中，整流罩主要承受风切变形成的弯矩、横向剪力、加速飞行过程中的过载，以及内压和外压。在这些外载荷的作用下，整流罩的结构应该满足以下要求：第一，具有足够的强度，保证不发生失稳和强度破坏；第二，具有足够的刚度，不发生大的变形，防止整流罩与载荷相撞；第三，两个半罩可靠的锁紧、可靠的分离，分离过程中不与载荷和箭体发生碰撞等。

常见的整流罩结构为半硬壳式结构和蜂窝夹层结构，半硬壳式结构能够承受较大的轴压，具有较好的刚度，但结构效率较低。蜂窝夹层结构的效率高，比刚度大，但承受轴压及集中力能力差。为使整流罩既能承受大的轴压又使其结构效率高，将两种结构形式进行结合，在轴压大、外压小的部段采用半硬壳式结构，在轴压小、外压大的部段采用蜂窝夹层结构。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种分瓣式悬抛整流罩结构，分离方式采用悬抛分离，分离能量来自弹簧弹力，结构上采用蜂窝夹层结构和蒙皮桁条结构相结合的形式。该整流罩结构形式即能承受较大的轴外压联合作用力，也可承受横向分离点上的集中载荷，具有质量小、结构效率高、加工工艺性好、加工周期短、成本低、分离可靠等优点。

一种分瓣式悬抛整流罩结构，该结构由端头帽、锥段、柱段、集中力分散段四个舱段组成；整流罩分为两半罩，I半罩和III半罩，两半罩关于II-IV象限对称，半罩上的各个舱段之间用螺钉连接，半罩与半罩之间通过纵向爆炸螺栓连接。在II、IV象限处安装分离弹簧，I象限和III象限处安装铰链。整流罩分离时，横向、纵向爆炸螺栓启爆，两半罩在分离弹簧的弹力作用下，绕铰链转轴进行旋转分离，实现整流罩与箭体的分离。

所述端头帽由两半罩组成，端头帽半罩包括壳体，底部对接框、端部加强框等；

所述锥段由两半罩组成，锥段半罩包括面板、蜂窝芯子、端框、加强框、垫块等；

所述柱段由两半罩组成，柱段半罩包括面板、蜂窝芯子、端框、加强框、垫块等；

所述集中力分散段由两半罩组成，集中力分散段半罩包括蒙皮、桁条、端框、弹簧组件、铰链、横向爆炸螺栓盒等；弹簧组件包括弹簧支架、锁紧螺钉、推杆、心轴、弹簧等。

整流罩分离时，为防止爆炸螺栓在分离后残骸掉落碰到仪器设备等部件，需要对其进行防护。在纵向爆炸螺栓两侧安装爆炸螺栓盒1、爆炸螺栓盒2；在横向爆炸螺栓处安装横向分离爆炸螺栓盒，为使横向爆炸螺栓的螺母方便安装，在集中力分散段蒙皮上开安装操作口，并在蒙皮内表面安装横向分离爆炸螺栓盒，防止螺母在拧紧的过程中掉入舱内及爆炸后残骸落入舱内。

为使整流罩平稳分离及在分离时获得较大的旋转力矩，分离弹簧应对称布置在远离铰链转轴位置。

附图说明

图1为本发明结构图

图2为本发明主视图及侧视图

图3为本发明端头帽半罩结构图

图4为本发明端头帽半罩剖视图

图5为本发明锥段半罩结构图

图6为本发明柱段半罩结构图

图7为本发明集中力分散半罩结构图

图8为本发明纵向分离组件结构图

图9为本发明纵向爆炸螺栓盒1结构图

图10为本发明纵向爆炸螺栓盒2结构图

图11为本发明分离弹簧组件结构图

其中，1-端头帽，2-锥段，3-柱段，4-集中力分散段，5-纵向分离组件，6-分离弹簧组件，7-横向爆炸螺栓盒，8-铰链；

101-端头帽底部对接框，102-端头帽壳体，103-端头帽端部加强框；

201-锥段上端框，202-锥段纵向端框，203-锥段下端框，204-垫块，205-加强框，206-蜂窝芯子，

207-面板；

301-柱段上端框，302-柱段纵向端框，303-柱段下端框，304-垫块，305-加强框，306-蜂窝芯子，

307-面板；

401-上端框，402-桁条，403-下端框，404-蒙皮，405-口框；

501-纵向爆炸螺栓盒1，502-爆炸螺栓，503-螺母，504-纵向爆炸螺栓盒2；

601-弹簧支架，602-锁紧螺钉，603-推杆，604-心轴，605-弹簧；

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

如图1、2所示，本发明提供了一种分瓣式悬抛整流罩结构，结构包括端头帽1、锥段2、柱段3、集中力分散段4、纵向分离组件5，分离弹簧组件6，横向爆炸螺栓盒7，铰链8；

端头帽1由两半罩组成，端头帽半罩结构如图3、4所示，包括壳体102，底部对接框101、端部加强框103等；火箭飞行过程中，端头帽受气动加热较为严重，壳体102的材料一般选防隔热效果好的玻璃钢，底部对接框101、端部加强框103材料为铝合金型材，壳体102与底部对接框101、端部加强框103之间通过沉头螺钉连接。

锥段2由两半罩组成，锥段半罩结构如图5所示，包括面板207、蜂窝芯子206、端框、加强框205、垫块204等，端框包括上端框201、下端框203、纵向端框202；端框与垫块204、加强框205、面板207通过铆钉连接；端框与垫块204、加强框205材料为铝合金型材，面板207、蜂窝芯子206材料可以根据载荷及使用性能要求进行选择，面板材料一般有铝合金材料、碳纤维复合材料；蜂窝芯子材料一般有铝蜂窝、纸蜂窝等，蜂窝芯子206与面板207之间胶接，并用热压灌进行固化。

柱段3由两半罩组成，柱段半罩结构如图6所示，包括面板307、蜂窝芯子306、端框、加强框305、垫块304等；端框包括上端框301、下端框303、纵向端框302；柱段半罩结构材料、连接方式及连接工艺与锥段保持一致。

集中力分散段4由两半罩组成，集中力分散段半罩结构如图7所示，包括蒙皮404、桁条402、上端框401、下端框403、弹簧组件6、铰链8、横向爆炸螺栓盒7等；其中蒙皮404、桁条402、端框、横向爆炸螺栓盒7材料为铝合金，并通过铆钉进行连接。桁条402的截面形状有工字型、L型、T型等，根据载荷大小可选择不同截面的型材。铰链8在整流罩的分离过程中支撑半罩的旋转，承受较大的铰链力矩，为保证半罩旋转的平稳性，铰链8材料选合金钢，保证足够的强度和刚度。在蒙皮上开安装操作口，方便横向爆炸螺栓的拧紧，并用口框405进行密封。

弹簧组件6包括弹簧支架601、锁紧螺钉602、推杆603、心轴604、弹簧605等，如图11所示。弹簧支架601通过铆钉铆接在蒙皮404上；推杆603、心轴604、弹簧605通过锁紧螺钉602连接为一体，并通过拧紧锁紧螺钉可对弹簧的弹力进行调整；调整好后通过螺钉安装在弹簧支架601上；整流罩安装在箭体上后将锁紧螺钉602拆除，使弹簧605的弹力通过推杆603传递到箭体上。

如图2、7所示，铰链8安装在集中力分散段4的I、III象限，弹簧组件6安装在集中力分散段4的II、IV象限，保证弹簧的弹力提供较大的整流罩旋转力矩。

整流罩包括两半罩，两半罩上的各个舱段通过螺钉连接，半罩之间通过爆炸螺栓502连接，如图8、9、10所示，爆炸螺栓两侧安装爆炸螺栓盒1(501)和爆炸螺栓盒2(504)，防止爆炸螺栓502在启爆分离后的残骸掉落碰到仪器设备等部件。