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1、2016年第6期导弹与航天运载技术No.62016总第350期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.350文章编号：1004-7182(2016)06-0064-06DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20160615航天火工分离装置捕获结构性能仿真及优化研究12222王月,冯韶伟,宋漪萍,柳海龙,张然（1.中国运载火箭技术研究院，北京，100076；2.北京宇航系统工程研究所，北京，100076）摘要：为避免航天火工分离装置在分离过程中产生对箭（弹）体有害的分离多余物，需要设计相应的多
2、余物捕获装置（以下简称捕获器）。国内外对捕获器结构设计方面的理论研究较少，传统的设计普遍依赖于试验研究。以狭小空间下爆炸螺栓捕获器为研究对象，在显式动力学理论基础上，对捕获器的工作过程进行了仿真分析，定量分析了关键几何尺寸对捕获效果的影响，提出一种优化的捕获器结构，为中国新一代运载火箭捕获器的研制和选型提供依据。关键词：火工分离装置；捕获器；沙漏模式；显式动力学中图分类号：V411.8文献标识码：ASimulationandOptimizationofCaptureStructurefortheAerospacePyrotechn
3、icSeparationDevice12222WangYue,FengShao-wei,SongYi-ping,LiuHai-long,ZhangRan(1.ChinaAcademyofLaunchVehicleTechnology,Beijing,100076;2.BeijingInstituteofAstronauticalSystemsEngineering,Beijing,100076.)Abstract:Duringtheseparationprocessofaerospacepyrotechnicseparationd
4、evices,redundantobjectsaregenerated,whichcanbeharmfultothelauncherbody.Toavoidthis,itisnecessarytodesigncapturedevices,whicharecapableofcapturingthoseredundantobjects.Theoreticalresearchforthestructuraldesignofcapturedevicesisrelativelylimited,whiletraditionaldesignme
5、thodsgenerallyrelyontheexperiments.Inthepaper,thecapturedeviceoftheexplosiveboltincatwalkisstudied.Basedontheexplicitdynamictheory,workingprocessofthecapturedeviceissimulated,andtheinfluenceofthekeygeometricdimensionsoncapturingeffectisanalyzed.Finally,anoptimizedcapt
6、urestructureisbroughtforward,whichprovidesreferencesfortheresearchanddecisionmakingofacapturestructureforthenewgenerationspacetransportationsystem.Keywords:Pyrotechnicseparationdevice;Capturedevice;Hourglassmode;Explicitdynamictheory0引言与运动方向相反的作用力，其刚度较大，用于将分离火工分离装置用于连
7、接两个或多个待分离的部多余物限制在挡板和捕获片之间。件，在接收到分离指令后，通过引爆火工装置，以切割、解锁、推冲等方式实现分离动作。在分离过程中，火工分离装置被分解为多瓣，若分离后的结构无法得到有效控制，将成为动能极大的分离多余物，容易破坏产品结构。对于可能产生分离多余物的火工分离装置，必须设置相应的控制措施，其中多余物捕获装置（以下简称捕获器）是一种常见的结构形式，适用于[1，2]分离空间狭小且分离多余物冲量较大的情况。典型捕获器结构如图1所示，通过将圆筒特定位图1捕获器工作模型置折弯形成捕获片，从而捕获分离多余物。挡板在整个运
8、动过程中相对于捕获器静止，并能够为螺母提供收稿日期：2015-01-20；修回日期：2015-04-20作者简介：王月（1984-），女，工程师，主要研究方向为航天器结构强度分析及优化设计第6期王月等航天火工分离装置捕获结构性能仿真及优化研究65以
