某型弹射筒推力突变原因的分析

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1、第38卷第1期航天返回与遥感20l7年2月SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING23某型弹射筒推力突变原因的分析韩言勋景莉(北京空问机电研究所，北京100094)摘要弹射筒一般用于航天器结构的连接与分离，将连接体以一定速度弹出，实现结构之间的弹射分离。弹射筒在工作过程中推力过大会造成航天器结构的损坏和精密元器件的失效，从而导致整个航天器飞行任务的失败，是航天器的关键部件，因此对影响弹射筒推力的因素研究具有重要意义。文章通过与典型的弹射筒推力曲线进行对比，发现某型两种结构相同的弹射筒推力曲线均多出一个突变峰值。针对该问题，采用对弹射筒试验过程中的高速摄像图片与推力、速度

2、曲线进行对比分析，得出推力突变峰值出现的原因，从而为此类产品的设计优化提供参考。关键词弹射筒推力曲线燃气压力突变峰值中图分类号：V414。1文献标志码：A文章编号：1009．8518(2017)01．0023一07DOI：10．3969纯issn．1009．8518．2017．01．004AnalysisofFactorsAf．fectingThrustCurVeofCatapultHANYanxunJINGLi(BeijingInstituteofspaceMechanics&Elect“city，Beijing100094，china)AbstractThecatapultisusedto

3、ejectajointatacertainVelocity，realizingjointandseparationofsomespacestructure．Ifthethmstofcatapultistoo1a略e，itwoulddestroyspacecraRstmcturesandfailprecisecomponents，leadingtothefailureofawholespacecraR．Thecat印ultisakeycomponentofthespacecraR．Soit’sveryimponanttoresearchthefactorswhichafkctingthethll

4、Jsttheofcatapult．BycomparingwiththetypicaIt上姗stcurveofacatapult，thecatapultcurvesoftwotypesofthesamestmcturehaVemorethanonesuddenpeak．InordertosolVethisproblem，thehi曲一speedphotographiscomparedwiththethmst．VelocitycuⅣeintheexperiment，andthecauseofthrustpeakisfoundout．AlltheseaboVecanproVideref．erence

5、fordesignoptimizationofthiskindofproduct．Keywordscatapult；thnJstcurVe；gaspressure；suddenpeak0引言弹射筒广泛应用于卫星、飞船、运载火箭和无人机等领域【l。5J，主要为物体的可靠分离提供一定速度，如弹射舱盖、天线盖、展开降落伞，甚至可以直接将数据舱等大质量物体从弹体上抛出扣dJ。弹射简设计和使用的关键是控制工作过载，以保证在整个运动行程的推力要大于外界的阻力，而且推力曲线应平缓，从而减小工作过载对结构及元器件的影响¨小¨J。本文选取的两种弹射筒用于某型航天器返回舱的回收。返回舱在返回过程中，速度非常高，利

6、用降落伞系统对其进行减速从而实现软着陆。航天器进入回收段时，弹射筒接到电信号，点火工作，将伞舱盖弹出，同时将固定在伞舱盖上的降落伞以一定速度拉出，实现降落伞顺利开伞。收稿日期：2016一06．15基金项目：国家重大科技专项工程24航天返回与遥感2017年第38卷与典型的弹射筒推力曲线相比，本文的两种弹射筒发火试验的推力曲线多出一个突变峰值，通过理论分析和试验结果进行对比分析，得出影响推力突变的因素，从而为降低弹射筒类产品的工作推力提供新的思路。1弹射筒结构与工作原理两种弹射筒均由上螺帽、活塞、内筒、外筒、药筒、钢球、防火罩和剪切销等组成，如图l所示。当弹射筒工作时，点火器点燃主装药，产生高温高

7、压燃气，推动活塞剪断剪切销向左移动，钢球落人内筒内完成解锁，进而上螺帽-夕h筒组件在燃气推动下以一定速度飞出，完成弹射功能。图中，三为弹射筒的工作行程为；S1为燃气压力面积，即为活塞右端截面面积；&为当活塞运动离开内筒后燃气的压力面积，即上螺帽的内表面面积。图1弹射筒的结构简图F嘻1Pictureofcat印ultstructure为了验证弹射筒燃气压力面积变化对推力的影响，两种弹射筒的结构相同，