Результат интеллектуальной деятельности: Разъёмное соединение с потайной головкой

Изобретение относится к ракетной технике и может найти применение в конструкциях систем разделения элементов летательных аппаратов (ЛА).

Известны разъемные соединения, содержащие корпус и пирозаряд:

1. Пат. 3277766 US, МПК F16B 31/005. Explosively releasable bolt / Francis В. Burkdoll. - Заявл. 04.08.1964; опубл. 11.10.1966.

2. Пат. 3352189 US, МПК F42B 3/006. Explosive bolt / Karl R. Brown. - Заявл. 29.04.1966; опубл. 14.11.1967.

Их недостатком являются большие ударные нагрузки при срабатывании: импульс пирозаряда направлен в сторону отделяемого элемента - это может привести к его повреждению.

Известны фиксатор разделяемых объектов летательных аппаратов [3. Пат. 2641532 RU, МПК⁶ F42B 15/36, B64G 1/64, F16B 5/02. Фиксатор разделяемых объектов летательных аппаратов / Ивашин А.Ф., Михайлов Ю.И., Леонтьев Г.А., Голочанов В.А. - Заявл. 06.04.2016; опубл. 18.01.2018, Бюл. №29.]; узел стыковки разделяемых объектов летательных аппаратов [4. Пат. 2628282 RU, МПК⁶ B64G 1/00. Узел стыковки разделяемых объектов летательных аппаратов / Горбачёв А.Д., Михайлов Ю.И., Ивашин А.Ф. - Заявл. 25.02.2016; опубл. 15.08.2017, Бюл. №23.].

Их недостатки аналогичны устройствам [1., 2.]. После срабатывания от устройств остаются отверстия в корпусе, которые нарушают аэродинамику ЛА.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является разъемное соединение [5. Пат.2040710 RU, МПК⁶ F16B 5/02, F16H 48/12. Разъемное соединение / Беляков В.В. - Заявл. 23.10.1992; опубл. 25.07.1995.]. Его недостатком является непосредственный контакт отделяемой части и корпуса-носителя -невозможность удержания отделяемой части на расстоянии от корпуса-носителя. После срабатывания от устройства остается отверстие, что нарушает аэродинамику ЛА.

Целью предлагаемого изобретения является создание надежного и простого разъемного соединения, способного удерживать отделяемый элемент на расстоянии от корпуса-носителя и обеспечивающего их свободное разделение и втягивание после расфиксации выступающих частей соединения для улучшения аэродинамики ЛА и для предотвращения препятствий в работе других механизмов ЛА.

Заявляемое разъемное соединение с потайной головкой для разделения элементов ЛА состоит из корпуса, донышка с канавкой, стопорного кольца, подшипников, уплотнительных колец и пироболта. Пироболт представляет собой крепежный болт с возможностью быстрого и надежного автоматического рассоединения элементов посредством разрывного стержня, за счет высокого давления, создаваемого срабатыванием пиропатрона - пиротехнического устройства с электрическим запалом. Пироболт в заявляемом разъемном соединении включает поршень и упор. Поршень выполнен с ослабленным звеном, образованным кольцевой проточкой по наружной поверхности поршня. Отрывная резьбовая часть поршня начинается от кольцевой проточки. Упор фиксирует отделяемый элемент по отрывной резьбовой части поршня на расстоянии от корпуса-носителя. Поршень выполнен с возможностью перемещения внутри упора. Упор и поршень имеют возможность втягиваться в корпус-носитель ЛА и фиксироваться в нем после отделения отделяемого элемента. Потайной головкой в заявляемом разъемном соединении являются упор и поршень без отрывной резьбовой части.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображено начальное положение, когда отделяемый элемент зафиксирован при помощи разъемного соединения с потайной головкой.

Разъемное соединение с потайной головкой состоит из корпуса 1, донышка 2 с канавкой, пироболта, состоящего из поршня 3 с отрывной резьбовой частью, упора 4, стопорного кольца 5, подшипников 6 и уплотнительных колец. Поршень 3 изготовлен с ослабленным звеном, образованным кольцевой проточкой, выполненной на наружной поверхности поршня 3. Отрывная резьбовая часть поршня начинается от кольцевой проточки.

Для наглядности изображен корпус-носитель 7 и отделяемый элемент 8. Стопорное кольцо, подшипники и уплотнительные кольца являются стандартными изделиями, в данной заявке не рассматриваются.

На фиг. 2 изображено положение, когда отделяемый элемент 8 отстыкован, поршень 3 перемещен до стопорного кольца 5.

На фиг. 3 изображено выдавливание подшипников 6 из корпуса 1 упором 4.

На фиг. 4 изображено касание поршнем 3 донышка 2 с канавкой и вталкивание подшипников 6 в поршень 3 упором 4.

На фиг. 5 изображено развальцевание упора 4 полное втягивание поршня 3 и упора 4 в корпус-носитель 7.

Заявляемое разъемное соединение работает следующим образом.

Устройство устанавливается в корпус-носитель 7 и фиксируется крепежом. Поршень 3 резьбовой частью вкручивается в отделяемый элемент 8. Часть поршня 3, входящая в состав потайной головки, со стороны, противоположной кольцевой проточки, имеет шестигранное отверстие под стандартные инструменты. Расстояние L между корпусом-носителем 7 и отделяемым элементом 8 обеспечивается длинами упора 4, поршня 3 и донышка 2, выбираемыми в зависимости от конструкции ЛА.

Для отстыковки в полость «Б» корпуса 1 через отверстие подается газ высокого давления от пиропатрона. Подшипники 6 не имеют возможности перемещения, упор 4 находится в зафиксированном положении, в связи с этим газ высокого давления через отверстия в упоре 4 перемещается в полость «В». При этом возникает большая сила, толкающая поршень 3 вдоль упора 4, вследствие которой отрывная резьбовая часть «А» поршня 3 отрывается в нужном месте за счет ослабленного звена, образованного кольцевой проточкой, выполненной по наружной поверхности поршня 3 (фиг. 2). Отделяемый элемент 8 более не является зафиксированным, а упор 4 не выполняет функцию упора. Поршень 3 двигается по упору 4 до стопорного кольца 5, дойдя до него, упор 4 начинает выталкивать подшипники 6, т.к. они приобрели возможность перемещения (фиг. 3). Совместное движение поршня 3 и упора 4 продолжается до касания поршнем 3 донышка 2 (фиг. 4), а упор 4 продолжает двигаться, вталкивая подшипники 6 в поршень 3 до удара упора 4 о донышко 2, где края упора 4 развальцовываются за счет специальной канавки на донышке 2 (фиг. 5). Тем самым происходит фиксация упора 4 и поршня 3 в корпусе-носителе 7. На внешней части корпуса-носителя 7 отсутствуют выступающие части соединения с потайной головкой.

Техническим результатом изобретения является простота и надежность разъемного соединения, улучшение аэродинамики ЛА и отсутствие препятствий для работы других механизмов ЛА.

Технический результат достигается за счет конструкции разъемного соединения, обеспечивающей удержание отделяемого элемента по отрывной резьбовой части на расстоянии от корпуса-носителя, свободное отделение отделяемого элемента и втягивание выступающих частей разъемного соединения после расфиксации.

Устройство может быть выполнено с помощью стандартного оборудования и материалов отечественного производства. Таким образом, заявленное изобретение соответствует критерию «промышленная применимость».

Источники информации

1. Пат. 3277766 US, МПК F16B 31/005. Explosively releasable bolt / Francis В. Burkdoll. - Заявл. 04.08.1964; опубл. 11.10.1966.

2. Пат. 3352189 US, МПК F42B 3/006. Explosive bolt / Karl R. Brown. - Заявл. 29.04.1966; опубл. 14.11.1967.

3. Пат. 2641532 RU, МПК⁶ F42B 15/36, B64G 1/64, F16B 5/02. Фиксатор разделяемых объектов летательных аппаратов / Ивашин А.Ф., Михайлов Ю.И., Леонтьев Г.А., Голочанов В.А. - Заявл. 06.04.2016; опубл. 18.01.2018, Бюл. №29.

4. Пат. 2628282 RU, МПК⁶ B64G 1/00. Узел стыковки разделяемых объектов летательных аппаратов / Горбачёв А.Д., Михайлов Ю.И., Ивашин А.Ф. - Заявл. 25.02.2016; опубл. 15.08.2017, Бюл. №23.

5. Пат. 2040710 RU, МПК⁶ F16B 5/02, F16H 48/12. Разъемное соединение / Беляков В.В. - Заявл. 23.10.1992; опубл. 25.07.1995.

6. Пат. 2196712 RU, МПК B64G 1/64, F16B 2/16 (2000.01). Устройство для разделения элементов космического аппарата / Самусев Д.Д., Штукатуркин С.Н. - Заявл. 05.02.2001; опубл. 20.01.2003, Бюл. №2.

7. Пат. 2293691 RU, МПК B64G 1/64, F15B 11/16 (2006.01). Способ формирования системы отделения полезной нагрузки / Кирилюк А.И., Подзоров В.Н., Дрожжин B.C. - Заявл. 05.05.2004; опубл. 20.10.2007, Бюл. №5.

8. Пат. 8240613 US, МПК B64G 1/64. Docking system / Риттер Г.А. и др. - Заявл. 23.03.2009; опубл. 14.08.2012.