本技術(shù)屬于航天器結(jié)構(gòu)，提供了一種自解鎖自緩沖可回縮式多節(jié)減阻桿和相應(yīng)的性能試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)：

1、水下發(fā)射的航天飛行器頭罩采用水動(dòng)外形鈍頭頭型，在飛行器頂端采用可伸縮的多節(jié)桿形成的氣動(dòng)減阻桿形成虛擬錐體，出水后進(jìn)行氣動(dòng)減載的一種技術(shù)方法。專利《一種高頻率、大阻尼的帶頂盤多體懸臂伸縮桿體結(jié)構(gòu)》，申請?zhí)?02318008466.6所提出的伸縮桿體結(jié)構(gòu)，為目前國內(nèi)外的最高水平，但其使用憋壓剪斷鎖定銷的方式進(jìn)行解鎖，且無緩沖結(jié)構(gòu)，并使用臺階和大變形的勾爪組實(shí)現(xiàn)到位止動(dòng)和鎖定。相應(yīng)的結(jié)構(gòu)展開前有較大的憋壓段，造成解鎖沖擊大，展開速度過快，到位沖擊大且鎖定后存在很大的止動(dòng)間隙。過大的到位沖擊對裝置本體、持續(xù)補(bǔ)氣的火工品和附近的敏感傳感器均有較大的影響，可能造成火工品燃燒不持續(xù)、傳感器損壞等問題。過大的止動(dòng)間隙會(huì)造成系統(tǒng)剛度對載荷大小的高度敏感情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種自解鎖自緩沖可回縮式多節(jié)減阻桿和相應(yīng)的性能試驗(yàn)方法，解決了現(xiàn)有的多節(jié)展開鎖定的減阻桿結(jié)構(gòu)存在的解鎖沖擊大、到位沖擊大、鎖止結(jié)構(gòu)間隙過大的問題。

2、該裝置鎖定功能可靠，并僅使用驅(qū)動(dòng)高壓氣體即可實(shí)現(xiàn)無憋壓的先解鎖后展開，及利用內(nèi)部結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)壓氣自緩沖和旋轉(zhuǎn)鎖定，具有解鎖快捷，解鎖沖擊小，到位沖擊小，鎖定可靠，鎖定結(jié)構(gòu)緊湊，系統(tǒng)剛度高且對載荷不敏感，再分解方便的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)提供了對解鎖、展開、鎖定、密封性能和模態(tài)阻尼特性進(jìn)行可重復(fù)檢驗(yàn)的試驗(yàn)方法。

3、本技術(shù)提供的技術(shù)方案如下：

4、一種自解鎖自緩沖旋轉(zhuǎn)鎖定式多節(jié)減阻桿，包括外殼、中間殼組、內(nèi)殼、燃?xì)獍l(fā)生器、自解鎖組件、防逆旋組件和底盤，中間殼組位于外殼內(nèi)，內(nèi)殼位于中間殼組內(nèi)，中間殼組包括多個(gè)依次套接的殼體；外殼、殼體和內(nèi)殼中，任意相鄰的兩個(gè)形成外部殼體和內(nèi)部殼體，外部殼體的內(nèi)壁頂部設(shè)有凸起的內(nèi)圈段，內(nèi)圈段沿著周向設(shè)置多個(gè)旋轉(zhuǎn)u槽，旋轉(zhuǎn)u槽包括半圓段和橫直段，半圓段為圓心角為90度的弧形槽，半圓段的一端與貫穿至內(nèi)圈段底部邊緣且與內(nèi)圈段底部邊緣垂直，半圓段的另一端與橫直段連接，橫直段沿著內(nèi)圈段周向延伸；內(nèi)部殼體外壁面設(shè)置有圓柱導(dǎo)銷，圓柱導(dǎo)銷與旋轉(zhuǎn)u槽一一配合，內(nèi)部殼體外壁面底部設(shè)置有凸起的外圈段，外圈段設(shè)置有軸向分布的密封圈環(huán)槽，封圈環(huán)槽用以放置o形圈；底盤固定連接于外殼內(nèi)部的底部，殼體和內(nèi)殼位于底盤上方，燃?xì)獍l(fā)生器固定連接于底盤的中部并伸入內(nèi)殼中，自解鎖組件設(shè)置于燃?xì)獍l(fā)生器的出口位置，以在自解鎖組件解鎖后燃?xì)獍l(fā)生器的出口打開；防逆旋組件安裝于內(nèi)圈段并位于半圓段和橫直段的交界位置，以在圓柱導(dǎo)銷進(jìn)入橫直段后，將圓柱導(dǎo)銷鎖定在橫直段內(nèi)。

5、所述內(nèi)圈段內(nèi)壁面底部開設(shè)有多個(gè)導(dǎo)氣u槽，導(dǎo)氣u槽上部設(shè)置節(jié)流泄氣孔，節(jié)流泄氣孔連通外部殼體的內(nèi)外兩側(cè)。

6、所述內(nèi)圈段設(shè)置有防逆旋組件安裝孔，防逆旋組件安裝孔包括上部的螺紋孔和下部的方孔，防逆旋組件包括壓緊銷和方形舌，壓緊銷為回轉(zhuǎn)臺階軸結(jié)構(gòu)，其上部為螺紋柱，下部為彈性頂桿，方形舌上部為定位盤，下部為方柱狀的舌體，舌體的下端面為楔形的斜面，沿著內(nèi)圈段周向方向，斜面靠近半圓段的一端低于靠近橫直段的一端，舌體穿過方孔，定位盤位于方孔上方，螺紋柱螺紋連接于螺紋孔內(nèi)，彈性頂桿與定位盤接觸。

7、所述半圓段貫穿至內(nèi)圈段底部邊緣的一端為入口端，入口端兩側(cè)均設(shè)置圓角。

8、所述燃?xì)獍l(fā)生器從底部向上依次開設(shè)有點(diǎn)火腔、燃燒室、燃?xì)馔ǖ篮烷y座腔，燃燒室內(nèi)置火藥塊，火藥塊在燃燒時(shí)產(chǎn)生大量高溫燃?xì)?，點(diǎn)火腔用于安裝點(diǎn)火裝置，以點(diǎn)燃火藥塊，閥座腔貫穿至燃?xì)獍l(fā)生器的頂部，閥座腔周向設(shè)置均布的多個(gè)出氣孔，出氣孔軸線沿著燃?xì)獍l(fā)生器的徑向方向且貫穿至燃?xì)獍l(fā)生器的外壁，自解鎖組件安裝于閥座腔內(nèi)，火藥塊燃燒時(shí)產(chǎn)生的高溫燃?xì)馔ㄟ^燃?xì)馔ǖ肋M(jìn)入閥座腔內(nèi)的自解鎖組件，自解鎖組件打開時(shí)，出氣孔打開。

9、所述自解鎖組件包括拉桿、勾爪、環(huán)架、閥芯頂桿、勾爪軸和密封壓蓋，內(nèi)殼內(nèi)設(shè)有橫隔，燃?xì)獍l(fā)生器位于橫隔朝向底盤一側(cè)，拉桿的一端連接于橫隔，拉桿的另一端為下端盤，下端盤用于連接勾爪；環(huán)架螺紋連接于閥座腔內(nèi)壁的周向面，環(huán)架開設(shè)有多個(gè)與出氣孔一一正對的通氣孔，環(huán)架上部為十字形的勾爪固定槽，環(huán)架在勾爪固定槽下方依次設(shè)置有中端板和閥芯腔，中端板軸線位置設(shè)有頂頭定位通孔，頂頭定位通孔將勾爪固定槽與閥芯腔連通；閥芯頂桿包括依次連接的直柱段、頂桿和閥芯體，直柱段遠(yuǎn)離頂桿的端部為球頭面，閥芯體背離頂桿的一端設(shè)有凹陷槽，閥芯體位于閥芯腔內(nèi)，直柱段的頂端穿過頂頭定位通孔伸入勾爪固定槽中心位置，限位環(huán)設(shè)置于閥芯體和中端板之間；勾爪一端位于勾爪固定槽內(nèi)，并與環(huán)架轉(zhuǎn)動(dòng)連接，以使勾爪頂部可靠近或遠(yuǎn)離閥芯頂桿的軸線，勾爪朝向閥芯頂桿軸線一側(cè)從下到上依次設(shè)置有保持面、內(nèi)傾錐面和爪頭，保持面與直柱段貼合配合時(shí)，爪頭勾在下端盤上表面；沿著遠(yuǎn)離保持面的方向，內(nèi)傾錐面相對于保持面所在平面逐漸向閥芯頂桿軸線方向靠近，隨著閥芯頂桿向上移動(dòng)，球頭面與內(nèi)傾錐面接觸，并逐漸推動(dòng)勾爪轉(zhuǎn)動(dòng)，使得勾爪頂部可遠(yuǎn)離閥芯頂桿軸線方向移動(dòng)。

10、所述拉桿包括鹽自身軸向依次設(shè)置的螺紋段、定位環(huán)、拉桿體和下端盤，定位環(huán)位于橫隔朝向底盤一側(cè)，螺紋段穿出橫隔的端部螺紋連接有密封壓蓋。

11、所述自解鎖組件安裝時(shí)，將勾爪安裝在環(huán)架的勾爪固定槽內(nèi)，將限位環(huán)和閥芯頂桿裝入閥芯腔，并使爪頭抱壓住下端盤，將裝有限位環(huán)和閥芯頂桿的環(huán)架裝入閥座腔內(nèi)，將燃?xì)獍l(fā)生器安裝于底盤，并使拉桿的螺紋段穿過橫隔，將密封壓蓋與螺紋段連接，使拉桿拉緊形成軸向預(yù)緊。

12、所述底盤為回轉(zhuǎn)環(huán)形結(jié)構(gòu)，其中部為圓筒結(jié)構(gòu)，圓筒結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁面設(shè)置螺紋孔，圓筒結(jié)構(gòu)的頂部為內(nèi)翻環(huán)，燃?xì)獍l(fā)生器的外周面上有密封盤，密封盤上端面設(shè)置密封圈槽，內(nèi)翻環(huán)卡設(shè)于密封圈槽內(nèi)，圓筒結(jié)構(gòu)在密封盤背離內(nèi)翻環(huán)的一側(cè)通過螺紋孔依次螺紋連接有防松壓環(huán)和螺紋壓環(huán)。

13、一種自解鎖自緩沖旋轉(zhuǎn)鎖定式多節(jié)減阻桿的性能試驗(yàn)方法，包括充氣展開試驗(yàn)和非接觸模態(tài)試驗(yàn)；

14、充氣展開試驗(yàn)包括：減阻桿通過外殼安裝固定在試驗(yàn)支架上，減阻桿的底盤中部安裝充氣工裝，充氣工裝的結(jié)構(gòu)與燃?xì)獍l(fā)生器和自解鎖組件一致，充氣工裝內(nèi)部不安裝火藥，充氣工裝通過充氣通路連接到氣源，充氣通路上沿著氣流充入方向依次連接有開關(guān)f1和測壓裝置，充氣通路在有開關(guān)f1和測壓裝置之間連接有泄氣通路，泄氣通路上連接有開關(guān)f2；向減阻桿充入壓縮空氣或氮?dú)?，?dāng)減阻桿開始解鎖時(shí)，通過測壓裝置記錄減阻桿內(nèi)壓力，即為解鎖壓力值pj。在減阻桿開始展開后，不卸壓而繼續(xù)緩慢充入壓縮空氣或氮?dú)庵钡綔p阻桿展開到位，記錄展開過程中壓力變化過程和展開到位時(shí)的減阻桿內(nèi)壓力值；繼續(xù)充入壓縮空氣或氮?dú)庵钡綔p阻裝置內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定壓力p0，關(guān)閉充氣通路f1和泄氣通路f2，對減阻裝置進(jìn)行氣密檢查試驗(yàn)，氣密檢查試驗(yàn)的試驗(yàn)時(shí)間過程中，持續(xù)記錄減阻裝置內(nèi)部壓力變化，無壓力變化時(shí)代表氣密性能良好；

15、非接觸模態(tài)試驗(yàn)包括：展開狀態(tài)的減阻桿通過外殼安裝固定在試驗(yàn)支架上，通過充氣工裝向桿內(nèi)充氣到設(shè)定壓力p0。然后先使用激振裝置按隨機(jī)振動(dòng)過程進(jìn)行掃頻，同時(shí)使用激光測微距儀器對減阻桿特征位置的振動(dòng)微位移過程進(jìn)行測量。通過振動(dòng)幅值與頻率的變化相關(guān)性測量若干階模態(tài)，然后利用模態(tài)判定準(zhǔn)則mac來分析模態(tài)振型間的相關(guān)性，根據(jù)減阻桿產(chǎn)生共振的第一個(gè)頻率值確定一階頻率值f1，然后再使用激振裝置按正弦振動(dòng)方式，在窄帶的f1頻率兩側(cè)進(jìn)行激振，確定f1的精確值。

16、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

17、(1)裝置鎖定功能可靠，并僅使用驅(qū)動(dòng)高壓氣體即可實(shí)現(xiàn)無憋壓的先解鎖后展開，具有解鎖快捷，解鎖沖擊小的優(yōu)點(diǎn)。

18、(2)利用內(nèi)部結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)壓氣自緩沖和旋轉(zhuǎn)鎖定，具有到位沖擊小，鎖定可靠的優(yōu)點(diǎn)；

19、(3)鎖定結(jié)構(gòu)緊湊，兩個(gè)方向均無限位間隙，系統(tǒng)整體剛度高且對載荷不敏感；

20、(4)使用外露且便于拆卸的止逆旋組件，可便捷的實(shí)現(xiàn)裝置再分解，利于重復(fù)使用。

21、(5)提供了整套的對解鎖、展開、鎖定、密封性能和模態(tài)阻尼特性進(jìn)行可重復(fù)檢驗(yàn)的試驗(yàn)方法。