Головная часть исследовательской ракеты

 

Изобретение относится к ракетно-космической технике и предназначено для использования в конструкциях головных частей, разделяемых в пространстве. Целью изобретения является повышение функционально-эксплуатационных характеристик путем уменьшения динамических возмущений разделяемых объектов, упрощение конструкции и повышение ее надежности. Приборный отсек закреплен на носителе. В силовой плате отсека закреплен стакан, соединенный через шарики и втулку с цилиндром, скрепленным с основанием отделяемого модуля. При воздействии газов от заряда на поршень срезаются штифты, шток упирается в дно стакана, шарики смещаются в канавку на штоке. Втулка с цилиндром вместе с отделяемым модулем отходит от стакана. Шток движется до упора в конический уступ. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к ракетно-космической технике и предназначено для использования в конструкциях головных частей, разделяемых в области исследуемого пространства. Известна головная часть исследовательской ракеты, содержащая спасаемый модуль, генератор искусственных образований, установленный на плате, аппаратурный блок и устройство разделения упомянутых трех объектов, выполненное в виде двух разъемных механизмов, каждый из которых содержит составной цилиндр, скрепленный с платой генератора искусственных образований, два штока, расположенных внутри цилиндра и снабженных космическими хвостовиками, три шариковых замка. Это устройство характеризуется сложностью конструкции и недостаточной точностью направления движения генератора и спасаемого модуля в процессе разделения. Известно устройство для разделения отсеков летательного аппарата, содержащее стакан и составной цилиндр, закрепленные на разделяемых отсеках и связанные между собой шариковым замком, взаимодействующим с установленным внутри цилиндра на штоке толкающим поршнем с уплотнениями, выбранное в качестве прототипа. Указанное устройство характеризуется большим числом коаксиальных корпусных элементов с нетехнологичными осевыми отверстиями большого удлинения, сложностью конструкции. Недостатком его является также отсутствие точного направления движения в процессе разделения и, следовательно, значительные динамические возмущения устойчивости объектов после разделения. Низкая точность направления движения обусловлена отсутствием в устройстве направляющих поверхностей между головкой поршня и стаканом после начала pазделения, т. е. после выхода цилиндра из замкового соединения. Отсутствие направления движения вызывает (например, при смещении центра тяжести отделяемого модуля от оси устройства разделения) угловые отклонения оси модуля, ухудшение его гироскопической устойчивости. Цель изобретения улучшение функционально-эксплуатационных характеристик путем уменьшения динамических возмущений разделяемых объектов, упрощение конструкций и повышение ее надежности. Цель достигается тем, что в головной части исследовательской ракеты, содержащей приборный отсек с аппаратурной платой, отделяемый модуль, цилиндр, поршень со штоком, устройство их разделения, неподвижно соединенное одним концом с модулем, а другим концом посредством шарикового замка с закрепленным в аппаратурной плате стаканом, выполненным с двумя направляющими поверхностями разного диаметра, разнесенными по длине и сопряженными с направляющими штока, выполненного с глухим осевым отверстием со стороны рабочей камеры, в стакане выполнены радиальные отверстия с размещенными в них шариками, причем верхний торец стакана соединен с нижним торцом цилиндра с помощью резьбовой втулки, установленной снаружи, в которой выполнена внутренняя коническая фаска, контактирующая с шариками. Кроме того, уплотнение поршня штока выполнено из набора колец, включающего пластиковые кольца трапецеидального сечения, сопряженные с кольцами из эластичного материала по коническим внутренним фаскам, а плоскими с металлическими кольцами и установленные поочередно. Кроме того, шток выполнен с глухими осевыми отверстиями со стороны рабочей камеры. На фиг. 1 изображена головная часть в осевом разрезе; на фиг. 2 приведен осевой разрез устройства разделения в увеличенном масштабе. Головная часть ракеты содержит приборный отсек 1, отделяемый модуль 2 и устройство 3 разделения. Приборный отсек 1 содержит корпус 4, к которому болтами крепится силовая плата 5. К последней винтами закреплена аппаратурная плата 6 с установленными на ней датчиками научных приборов, например масс-спектрометра 7 и счетчика 8 корпускулярных частиц. Отделяемый модуль 2 содержит корпус, на котором установлен сбрасываемый носовой обтекатель 9, внутри которого на верхней плате размещен блок научной аппаратуры (на фигурах не показан). К нижней части корпуса жестко крепятся основание 10 и оболочка 11, нижний шпангоут которой установлен с возможностью осевого смещения на силовой плате 5, на которой посредством гаек 12 закреплен стакан 13, сопряженный посредством уплотнительного кольца 14 с аппаратурной платой 6. Вблизи верхнего торца стакана выполнен ряд радиальных отверстий, в которых установлены шарики 15. На верхнем торце стакана установлен цилиндр 16, который притянут к стакану резьбовой втулкой 17, имеющей внутреннюю коническую фаску, сопряженную с шариками. Второй конец цилиндра посредством гаек 18 закреплен в отверстии основания 10 и снабжен заглушкой 19 с пиропатроном 20 и камерой сгорания, в которой размещена дополнительная пороховая навеска 21. В цилиндре 16 посредством срезных установочных винтов 22 зафиксирован шток 23 с поршнем 24 и установленными на нем уплотнениями, состоящими из чередующихся наборов колец, в которых уплотнительные кольца 25 выполнены из фторопласта-4 с поперечным сечением трапецеидальной формы и разжаты по внутренней конической поверхности резиновыми кольцами 26 через металлические кольца 27 гайкой 28. Второй конец выполнен ступенчатым и сопряжен с внутренними направляющими поверхностями стакана, имеющими разные диаметры d и D и разнесенными по длине на расстояние L, равное примерно 1-2D. В конце сопряженной с поршнем внутренней поверхности цилиндра 16 имеется конический упор 29. В штоке на всю его длину выполнено глухое осевое отверстие. При сборке устройства разделения шток 23 в цилиндре 16 фиксируется винтами 22, торец цилиндра 16 устанавливается на верхнем торце стакана 13 и через шарики 15 цилиндр и стакан стягиваются резьбовой втулкой 17, при этом устраняются осевые люфты. Втулка контрится винтами 30. Функционирует головная часть следующим образом. После старта ракеты и прохождения ею плотных слоев атмосферы сбрасывается носовой обтекатель 9, затем в заданное программой эксперимента время от программно-временного блока подается команда на срабатывание пиропатрона 20, который воспламеняет пороховой заряд 21, давление продуктов сгорания воздействует на поршень 24, срезаются концы винтов 22, конец штока 23 упирается в дно стакана 13, шарики 15 смещаются в канавку 31 на штоке, резьбовая втулка 17 с цилиндром 16 освобождаются и сообщают ускорение в заданном направлении отделяемому модулю 2. Шток движется в цилиндре до упора в конический уступ 29, на котором поршень заклинивается, герметизируя рабочую полость и запирая в ней газы. По окончании хода штока в цилиндре конец штока выходит из направляющих стакана и процесс разделения завершается.

Формула изобретения

1. ГОЛОВНАЯ ЧАСТЬ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАКЕТЫ, содержащая приборный отсек с аппаратурной платой, отделяемый модуль, цилиндр, устройство из разделения, неподвижно соединенное одним концом с модулем, а другим концом посредством шарикового замка со стаканом, закрепленным в аппаратурной плате, поршень со штоком, отличающаяся тем, что, с целью улучшения функционально-эксплуатационных характеристик путем уменьшения динамических возмущений разделяемых объектов, упрощения конструкции и повышения ее надежности, стакан выполнен с двумя направляющими поверхностями разного диаметра, разнесенными по длине и сопряженными с направляющими поверхностями штока, при этом в стакане выполнены радиальные отверстия с размещенными в них шариками, причем верхний торец стакана соединен с нижним торцом цилиндра с помощью резьбовой втулки, установленной снаружи, в которой выполнена внутренняя коническая фаска, контактирующая с шариками. 2. Головная часть по п. 1, отличающаяся тем, что уплотнения штока выполнены из набора колец, включающего пластиковые кольца трапецеидального сечения, сопряженные с кольцами из эластичного материала по коническим внутренним фаскам, а плоскими торцами с металлическими кольцами, и установлены поочередно. 3. Головная часть по п. 1, отличающаяся тем, что шток выполнен с глухим осевым отверстием со стороны рабочей камеры.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2