【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及飞行器两级分离，具体地，涉及一种实现助推器和飞行器分离的分离系统及方法，尤其是一种抑制分离扰动实现助推器和飞行器稳定分离的分离系统。
技术介绍
1、为增大飞行器的速度、改善总体性能、提高运载能力，在飞行器起飞到一定高度后，需要将燃料耗尽的运载器抛离飞行器本体以减轻后续飞行重量。传统级间分离包括冷分离和热分离。冷分离是指飞行器和助推器间的连接部位先解锁，然后助推器进行制动减速(一般通过反推发动机实现)，待两子级分开一定距离后，主级点火启动，推动主级继续飞行。热分离是指飞行器的发动机先点火启动，然后飞行器和助推器之间的连接部位解锁，依靠飞行器尾喷管的燃气流对下面子级的冲刷产生分离力，推动飞行器和助推在飞行过程中分离。冷分离过程所需时间较长，导致飞行器失控时间长，对后续飞行的稳定性影响较大；热分离过程运载器燃料箱和级间段受到高温高压燃气冲击，需要额外的防护措施，对减轻飞行器质量不利。
2、对于大动压、强扰动情况下的飞行器分离，特别是主动段分离的情况，分离窗口窄，下降段推力不稳定，要求分离系统具有克服扰动的能力，同时具有一定的稳定性。传统的热分离和冷分离已经不能够完全满足需要，需要通过时序设计兼顾两种分离方式的优点，同时设计新的分离机构适应分离环境。
3、公开号为cn107902111b的专利文献公开了一种飞行器用助推器的分离装置，包括飞行器主体和设置于飞行器主体后方的助推器，所述助推器的前端设有分离安装座，所述分离安装座的前端安装有分离器，所述分离器的前端设有连接柱，所述连接柱侧面沿周向均匀设置有
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种实现助推器和飞行器分离的分离系统及方法。
2、根据本专利技术提供的一种实现助推器和飞行器分离的分离系统，包括：控制系统、分离火工装置、反推动力装置、分离弹簧装置以及分离双铰装置；
3、所述控制系统设置在飞行器上，所述反推动力装置设置在助推器上；
4、所述飞行器通过所述分离弹簧装置和所述分离双铰装置与所述助推器连接设置；
5、所述分离火工装置设置在所述飞行器和所述助推器之间，用于解锁所述飞行器和所述助推器。
6、优选的，所述分离双铰装置包括第一铰接结构和第二铰接结构；
7、所述第二铰接结构设置在所述助推器的头部，所述第一铰接结构和所述第二铰接结构通过所述分离弹簧装置连接；
8、所述第一铰接结构依靠所述分离弹簧装置的弹力推压在所述飞行器的尾部。
9、优选的，所述第一铰接结构设置在所述飞行器的中轴线上，所述第二铰接结构设置在所述助推器的中轴线上。
10、优选的，所述分离弹簧装置包括第一套筒结构、第二套筒结构以及分离弹簧；
11、所述第二套筒结构滑动设置在所述第一套筒结构内，所述分离弹簧的一端与所述第二套筒结构的内底壁连接设置，所述分离弹簧的另一端与所述第一套筒结构的内底壁连接设置；
12、所述第一套筒结构的外底壁与所述第一铰接结构连接设置，所述第二套筒结构的外底壁与所述第二铰接结构连接设置。
13、优选的，所述所述第一套筒结构设置有第一限位结构，所述第二套筒结构上设置有第二限位结构，所述第一限位结构和所述第二限位结构用于限位所述第二限位结构不脱离所述第一套筒结构。
14、优选的，所述第二套筒结构上设置有第三限位结构，所述第三限位结构用于抵接在所述第一套筒结构的开口端。
15、优选的，所述分离火工装置为分离索，所述飞行器和所述助推器之间设置有分离面，所述分离索设置在所述分离面上。
16、优选的，所述助推器上设置有级间舱，所述分离火工装置、所述分离弹簧装置以及所述分离双铰装置安装设置在所述级间舱内。
17、优选的，所述助推器上位于喷管的两侧分别设置有一个伺服舱，所述反推动力装置设置在所述伺服舱内。
18、本专利技术还提供一种实现助推器和飞行器分离的分离方法，上述的实现助推器和飞行器分离的分离系统，包括如下步骤：
19、步骤s1：通过所述控制系统判断是否符合分离条件后，是，则向所述反推动力装置发出点火指令，否，则不执行分离动作；
20、步骤s2：发出点火指令后，通过所述反推动力装置建立压强，建立压强后，通过所述控制系统向所述分离火工装置发出点火指令；
21、步骤s3：分离火工装置解锁后，通过所述反推动力装置为所述助推器提供与运动方向相反的推力，通过所述分离弹簧装置将所述飞行器向前推，同时将所述助推器向后推，使所述飞行器和所述助推器之间的距离逐渐拉开；
22、步骤s4：通过所述控制系统判断所述飞行器是否符合起控条件，若是，则使所述飞行器起控，进入下一飞行阶段。
23、与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
24、1、本专利技术解决了分离窗口窄、动压大、扰动强的主动段分离问题，可明显抑制分离扰动，增强分离系统鲁棒性，实现主级稳定启控；
25、2、本专利技术首次提出一种同时具有分离弹簧和分离双铰装置的分离系统，创新地利用分离双铰装置解除了飞行器和运载器的之间的姿态扰动，既可以利用分离弹簧装置的稳定性，又可以抑制运载器对飞行器产生的姿态扰动；
26、3、本专利技术利用紧密的时序设计，兼顾热分离和冷分离方式的优点，可实现快速稳定分离，保证飞行器具备平稳启控条件。
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1.一种实现助推器和飞行器分离的分离系统，其特征在于，包括：控制系统(1)、分离火工装置、反推动力装置(2)、分离弹簧装置(3)以及分离双铰装置(4)；
2.根据权利要求1所述的实现助推器和飞行器分离的分离系统，其特征在于，所述分离双铰装置(4)包括第一铰接结构(401)和第二铰接结构(402)；
3.根据权利要求2所述的实现助推器和飞行器分离的分离系统，其特征在于，所述第一铰接结构(401)设置在所述飞行器(5)的中轴线上，所述第二铰接结构(402)设置在所述助推器(6)的中轴线上。
4.根据权利要求2所述的实现助推器和飞行器分离的分离系统，其特征在于，所述分离弹簧装置(3)包括第一套筒结构(301)、第二套筒结构(302)以及分离弹簧(303)；
5.根据权利要求4所述的实现助推器和飞行器分离的分离系统，其特征在于，所述所述第一套筒结构(301)设置有第一限位结构(3011)，所述第二套筒结构(302)上设置有第二限位结构(3021)，所述第一限位结构(3011)和所述第二限位结构(3021)用于限位所述第二限位结构(3021)
6.根据权利要求4所述的实现助推器和飞行器分离的分离系统，其特征在于，所述第二套筒结构(302)上设置有第三限位结构(3022)，所述第三限位结构(3022)用于抵接在所述第一套筒结构(301)的开口端。
7.根据权利要求2所述的实现助推器和飞行器分离的分离系统，其特征在于，所述分离火工装置为分离索(601)，所述飞行器(5)和所述助推器(6)之间设置有分离面(602)，所述分离索(601)设置在所述分离面(602)上。
8.根据权利要求7所述的实现助推器和飞行器分离的分离系统，其特征在于，所述助推器(6)上设置有级间舱(7)，所述分离火工装置、所述分离弹簧装置(3)以及所述分离双铰装置(4)设置在所述级间舱(7)内。
9.根据权利要求1所述的实现助推器和飞行器分离的分离系统，其特征在于，所述助推器(6)上位于喷管(8)的两侧分别设置有一个伺服舱(9)，所述反推动力装置(2)设置在所述伺服舱(9)内。
10.一种实现助推器和飞行器分离的分离方法，其特征在于，基于权利要求1至9任一项所述的实现助推器和飞行器分离的分离系统，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种实现助推器和飞行器分离的分离系统，其特征在于，包括：控制系统(1)、分离火工装置、反推动力装置(2)、分离弹簧装置(3)以及分离双铰装置(4)；
2.根据权利要求1所述的实现助推器和飞行器分离的分离系统，其特征在于，所述分离双铰装置(4)包括第一铰接结构(401)和第二铰接结构(402)；
3.根据权利要求2所述的实现助推器和飞行器分离的分离系统，其特征在于，所述第一铰接结构(401)设置在所述飞行器(5)的中轴线上，所述第二铰接结构(402)设置在所述助推器(6)的中轴线上。
4.根据权利要求2所述的实现助推器和飞行器分离的分离系统，其特征在于，所述分离弹簧装置(3)包括第一套筒结构(301)、第二套筒结构(302)以及分离弹簧(303)；
5.根据权利要求4所述的实现助推器和飞行器分离的分离系统，其特征在于，所述所述第一套筒结构(301)设置有第一限位结构(3011)，所述第二套筒结构(302)上设置有第二限位结构(3021)，所述第一限位结构(3011)和所述第二限位结构(3021)用于限位所述第二限位结构(3021)不脱离所述第一套筒结构(3...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵文文，蔡克荣，杨建东，刘昊东，杜哲，徐鄂严，华洲，郭云鹤，张迪，殷玮，
申请(专利权)人：上海机电工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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