[发明专利]一种气动式内埋载荷投放装置

说明书

技术领域

本发明属于飞行器领域，涉及一种气动式内埋载荷投放装置，该装置可实现内埋载荷的挂载和投放功能。

背景技术

当前，飞行器发展要求自身具备轻载，隐身，高速等性能，以上性能的发挥与飞行器所携带载荷的方式有很大关系。在飞行器携带有效载荷的各种安装方式中，内埋式安装是将有效载荷安装在飞行器投放舱内的投放装置上，当需要投放内埋式安装的有效载荷时，投放舱舱门打开，投放装置将有效载荷投放出舱，使有效载荷与飞行器分离，这种内埋式安装具有减小飞行器的空气阻力并提高其隐身性能的重要优势。然而，由于高速飞行中空气流动产生的扰流区会对内埋载荷的分离过程造成影响，严重的情况可能使内埋载荷无法分离，撞击飞行器本身，因此，根据空气动力学的理论，内埋载荷必须以一定的初速度，角速度和俯角投放出去，这就需要一种可靠的内埋载荷投放装置。分析目前已有的内埋载荷投放装置的方案，如美国空军实验室的Rudy A.Johnson等人采用了双预紧弹簧提供投放力，投放物由爆炸螺栓支撑，通过螺栓起爆横截面断裂分离的投放方案。这种设计的优点是结构简单，弹簧有预紧力可在短冲程和时间内获得高速度，在分离同时弹簧施加投放力，缺点是爆炸螺栓起爆有一定安全隐患，并且安装后弹簧预紧力调整不方便，不能随时调整投放力大小。另一种投放装置的方案是，在投放物表面安装一个释放销，通过一个气动执行件在内埋载荷安装时夹住释放销，投放中释放销使内埋载荷分离，同时在内埋载荷的前后分别有两个气缸推动内埋载荷，使其以一定的投放力和分离速度，角度投放出去。这种设计的优点是使用气动元件可保证投放安全性，避免爆炸螺栓起爆断裂造成安全隐患与时间控制不准确等问题，同时可以通过气动压力调节装置在一定范围内方便调整投放力，然而这种投放方式需要多个气动执行件协同完成动作很难保证各个环节的同步性，气动执行件间的动作不同步会对投放速度和角度影响会较大，同时释放销的设计需要改变内埋载荷的表面形状，不用于内埋载荷外表面要求高的场合。还有一种装置采用了一对V型钳抓持的方式实现内埋载荷的安装和投放，此装置采用一个双活塞杆四气口气缸作为动力输出装置，通过连杆机构控制V型钳的开合，可以在狭小安装空间和短小行程空间内实现大投放力，装置整体可以按照一定的角度安装在飞行器的投放舱内，使内埋载荷分离时具有一定的速度和俯角，然而当投放舱舱门打开后，只使用一对V型钳抓持内埋载荷，会造成其投放过程中内埋载荷固定和运动不稳定，另外，此机构不能使内埋载荷具有一定的出舱角速度，容易使得内埋载荷在出舱后受力转动，使其俯角变化为仰角，对飞行器本身造成威胁。

发明内容

本发明要解决的技术难题是克服现有技术的缺陷，发明一种气动式内埋载荷投放装置，该装置具有对内埋载荷的挂载和使内埋载荷在具有特定的初速度，初角速度以及特定的俯角的情况下与飞行器分离的功能。该装置是以气缸为动力元件的空间多连杆装置，通过两对抓持爪实现对内埋载荷的挂载，通过气缸缸体和气缸活塞杆的相对运动驱动投放装置及内埋载荷共同运动，直至气缸达到行程极限，投放装置停止运动，内埋载荷以特定的初速度，初角速度以及俯角从抓持爪中脱离，进而与投放装置分离。

本发明采用的技术方案如下：一种气动式内埋载荷投放装置，其特征是：该装置由弹射机构和抓持机构组成；所述弹射机构由机架1、左上连杆2、机架上连杆连接销3、左下连杆4、下同步连杆6、下连杆下同步连杆连接销7、下杆8、下杆下连杆连接销9、右下连杆21、上连杆上同步连杆连接销22、右上连杆23、活塞杆座连接销24、活塞杆座25、上同步连杆26、气缸活塞杆27、气缸缸体28和气缸缸体连接销29组成；所述抓持机构分为左右两套抓持机构，左右两套抓持机构的结构相同，其中：左抓持机构由下连杆抓持连杆连接销5、抓持连杆10、纵向滑块导轨11、纵向导轨固定螺栓12、抓持连杆纵向滑块连接销13、纵向滑块14、抓持爪15、横向滑块16、拉簧17、横向滑块导轨18、抓持机构固定块19、爪导向销20、爪定位销30、横向导轨固定销31、导轮32、导轮销33和固定块紧固螺栓34组成，右抓持机构的结构与上述左抓持机构完全相同；