一种适用于不同质量外挂物的投放机构及其应用的制作方法

1.本发明涉及飞行器技术领域，尤其是涉及一种适用于不同质量外挂物的投放机构及其应用。


背景技术：

2.在飞行器投放外挂物的过程中，外挂物与飞行器始终存在气动干扰，影响了飞行器和外挂物的运动轨迹和姿态，进而影响了飞行器的飞行安全性和外挂物的投放稳定性。因此，保持飞行器外挂物的投放稳定性，对于飞行器投放试验研究、飞行器分离安全性判定、飞行器和外挂载荷设计等具有重大意义。
3.cn208684240u公开了一种无人飞行器外挂式载物装置，包括一升降装置，所述升降装置的上端设置有用以夹住无人飞行器本体的上夹爪，升降装置的下端设置有用以夹住物品的下夹爪，所述上夹爪和下夹爪均包括一横向伸缩杆，所述横向伸缩杆的左、右两端分别铰接有一夹臂。上述外挂式载物装置在使用时利用上夹爪夹住无人飞行器本体，同时利用下夹爪夹紧物品，存在结构复杂、稳定性和通用性不佳等缺陷。
4.鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种适用于不同质量外挂物的投放机构及其应用，该投放机构结构简单，具有小型化、可移植、可扩展、可标准化设计、可批量加工生产等优势，稳定性、可重复性、精准性和通用性好。
6.本发明提供一种适用于不同质量外挂物的投放机构，包括固定部和吊挂部，吊挂部包括吊钩和用于吊挂外挂物的吊耳，吊钩的上部可拆卸式地固定在固定部上，在吊钩的底部设有凹槽，吊耳穿设在吊钩的凹槽位置，当外挂物受到向下的载荷时，吊钩在凹槽处发生断裂以使吊耳从吊钩上脱离。
7.进一步地，固定部包括固定件、锁止件和连接件，吊钩的上部可拆卸式地安装在固定件上，锁止件压设在吊钩上以对吊钩进行锁止，锁止件通过连接件与固定件固定连接。
8.进一步地，固定件包括相对设置的左固定件和右固定件，吊钩固定在左固定件和右固定件之间。
9.进一步地，吊钩包括u型件，在u型件的两个端部分别设有悬挂件，在左固定件和右固定件朝向吊钩的一侧分别设有插槽，u型件的两侧分别插设在左固定件和右固定件的插槽，u型件两个端部的悬挂件分别悬挂在左固定件和右固定件的插槽上方。
10.进一步地，在锁止件上设有定位件，在固定件上设有与定位件匹配的定位槽，在锁止件压设在吊钩上时，定位件插设在定位槽中。
11.进一步地，连接件为沉头螺钉。
12.进一步地，根据外挂物的质量和载荷的大小确定吊钩的材质、凹槽的形状和凹槽的深度。
13.进一步地，通过计算固体力学软件或材料破坏性试验确定载荷的大小。
14.进一步地，外挂物的质量为10克至100千克。
15.本发明还提供上述投放机构在飞行器的地面试验、风洞试验或飞行验证试验中的应用。
16.本发明的实施，至少具有以下优势：
17.1)结构简单：投放机构仅由固定部和吊挂部等少量部件组成，结构简单。
18.2)小型化：投放机构的尺寸与外挂物吊耳(或者挂钩)的尺寸相当，从而节省了挂架空间。
19.3)可移植性：投放机构可用于不同类型的飞行器挂架，从而可以应用于地面试验、风洞试验和飞行验证试验等多种试验平台。
20.4)可扩展性：投放机构作为基本的解锁装置单元，可以用于气缸加力投放、电磁加力投放、控制时序投放等多种精细化外挂物投放平台，具备可扩展性。
21.5)可标准化设计：投放机构可以针对gjb或者qj/qja的标准吊耳进行设计，满足标准弹体投放的要求。
22.6)可以批量加工生产；投放机构组件可以通过数控加工，批量生产。
23.7)稳定性：投放机构通过吊钩刚性连接外挂物，可以保障投放过程的稳定性。
24.8)可重复性：投放机构通过更换吊钩实现不同批次试验的外挂物投放，通过批量生产的吊钩具有相同的材料属性和力学性能，使得外挂物的投放具备可重复性，解决了飞行器外挂物投放试验的最核心问题。
25.9)精准性：投放机构的吊钩在受到外力加载或冲击下破坏，完成投放；通过选用特定的材料，设计吊钩的凹槽深度和形状，从而实现特定外力载荷或冲击载荷下的吊钩断裂，实现了精准设定条件下的外挂物投放过程。
26.10)通用性：投放机构可实现不同质量的外挂物投放，外挂物质量可以覆盖10克的试验模型到100公斤的实体模型，可以用于飞行器的地面试验、风洞试验和飞行验证试验。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本发明一实施方式的投放机构的结构示意图；
29.图2为本发明一实施方式的投放机构的仰视图；
30.图3为本发明一实施方式的投放机构的俯视图；
31.图4为本发明一实施方式的投放机构的左视图；
32.图5为本发明一实施方式的投放机构的爆炸结构示意图。
33.附图标记说明：
34.1：吊钩；11：凹槽；2：吊耳；3：锁止件；4：左固定件；5：右固定件；6、7：沉头螺钉。
具体实施方式
35.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
36.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
37.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.实施例1
39.结合图1至图5所示，本实施例的适用于不同质量外挂物的投放机构包括固定部和吊挂部，吊挂部包括吊钩1和用于吊挂外挂物的吊耳2，吊钩1的上部可拆卸式地固定在固定部上，在吊钩1的底部设有凹槽11，吊耳2穿设在吊钩1的凹槽11位置，当外挂物受到向下的载荷时，吊钩1在凹槽11处发生断裂以使吊耳2从吊钩1上脱离。
40.在本实施例的投放机构中，吊耳2是外挂模型的标准件，投放机构通过吊钩1挂住吊耳2来实现对外挂物的悬挂；同时，通过固定部将吊钩1锁定在固定位置，在外挂物投放时，通过对外挂物施加向下的载荷作用力，使外挂物的吊耳2向下运动，使吊钩1从凹槽11处断开，从而实现外挂物的解锁投放。
41.固定部主要用于将吊挂部固定在固定位置上，对固定部的结构不作严格限制；在一实施方式中，固定部可以包括固定件、锁止件3和连接件，吊钩1的上部可拆卸式地安装在固定件上，锁止件3压设在吊钩1上以对吊钩1进行锁止，锁止件3通过连接件与固定件固定连接。
42.进一步地，固定件包括相对设置的左固定件4和右固定件5，吊钩1固定在左固定件4和右固定件5之间。吊钩1包括u型件，在u型件的两个端部分别设有悬挂件，在左固定件4和右固定件5朝向吊钩1的一侧分别设有插槽，u型件的两侧分别插设在左固定件4和右固定件5的插槽，u型件两个端部的悬挂件分别悬挂在左固定件4和右固定件5的插槽上方。此时，吊钩1左侧穿过并悬挂于左固定件4上，吊钩1右侧穿过并悬挂于右固定件5上，吊钩1下方悬挂外挂物的吊耳2。投放机构通过吊钩1悬挂吊耳2的方式实现飞行器对外挂物的挂载。
43.此外，在锁止件3上设有定位件，在固定件上设有与定位件匹配的定位槽，在锁止件3压设在吊钩1上时，定位件插设在定位槽中。连接件可以采用沉头螺钉，此时投放机构可以通过锁止件3、左固定件4和右固定件5采用沉头螺钉6、沉头螺钉7固定在挂架上。当外挂物受到外力载荷或者冲击载荷的作用下，外挂物受到向下的载荷而运动，带动吊耳2一并向下；于此同时，吊钩1受到与挂架刚性连接的左固定件4和右固定件5的支撑而保持相对静止，吊耳2与吊钩1之间发生相对运动的趋势，吊钩1上受到超过破坏强度的载荷而发生断裂。可以理解，吊耳2、锁止件3、左固定件4、右固定件5、沉头螺钉的结构强度均强于吊钩1，使得在外力载荷或冲击载荷下只有吊钩1发生断裂；吊钩1发生断裂后，吊耳2脱离吊钩1的
约束，实现外挂物对投放机构的约束接触，从而完成外挂物从飞行器的投放过程。通过对吊钩1材料的选择和凹槽11深度的设计，在实现不同外挂物质量的挂载的同时，能完成精准外力或冲击载荷下外挂物的投放。
44.进一步地，根据外挂物的质量和载荷的大小确定吊钩1的材质、凹槽11的形状和凹槽11的深度。吊钩1可以采用不同材料，吊钩1凹槽11的深度直接决定了吊钩1的极限破坏强度，改变吊钩1的材料和凹槽11深度能实现不同质量不同载荷的外挂物解锁投放。此外，吊钩1发生断裂时的外力或冲击载荷可以通过计算固体力学软件或材料破坏性试验精准计算和标定。
45.本实施例的投放机构可适用的外挂物的质量为10克至100千克，可用于飞行器的地面试验、风洞试验和飞行验证试验。各不同质量外挂物对应的吊钩材质、凹槽形状和深度及载荷参数见表1。
46.表1各不同质量外挂物对应的吊钩材质、凹槽形状和深度及载荷参数
[0047][0048][0049]
本实施例的投放机构实现外挂物投放机构的小型化，并具备简易的结构；实现外挂物投放机构的标准化，并具备可移植性和可扩展性；实现外挂物投放的稳定性、可重复性和精准性；实现外挂物投放的通用性，外挂物质量可以可以覆盖10克的试验模型到100公斤的实体模型，可以用于飞行器的地面试验、风洞试验和飞行验证试验。
[0050]
本实施例的投放机构使用过程如下：
[0051]
该投放机构通过锁止件3、左固定件4和右固定件5通过沉头螺钉6、沉头螺钉7、固定在挂架上，吊钩1左侧穿过并悬挂于左固定件4上，右侧穿过并悬挂于右固定件5上，吊钩1下方悬挂外挂物的吊耳2；投放机构通过吊钩1悬挂吊耳2的方式实现飞行器对外挂物的挂载。
[0052]
当外挂物受到外力载荷或者冲击载荷的作用下，外挂物受到向下的载荷而运动，带动吊耳2一并向下，于此同时，吊钩1受到与挂架刚性连接的左固定件4和右固定件5的支撑而保持相对静止，吊耳2与吊钩1之间发生相对运动的趋势，吊钩1上受到超过破坏强度的载荷而发生断裂。吊钩1发生断裂后，吊耳2脱离吊钩1的约束，实现外挂物对投放机构的约束接触，从而完成外挂物从飞行器的投放过程。
[0053]
通过对吊钩1材料的选择和凹槽11深度的设计，在实现不同外挂物质量的挂载的同时，能完成精准外力或冲击载荷下外挂物的投放。吊钩1发生断裂时的外力或冲击载荷可以通过计算固体力学软件或材料破坏性试验精准计算和标定。
[0054]
本实施例的投放机构相对于现有技术带来的有益效果如下：
[0055]
1、现有的外挂物投放机构不具备通用性；本实施例的投放机构解决了外挂物投放机构的通用性，可以通过结构设计和标准化实现对各类飞行器各类外挂物的投放。
[0056]
2、飞行器外挂物的投放稳定性是投放过程的核心问题，目前在风洞试验、地面试验和飞行试验中没有很好的解决方案；本实施例的投放机构通过结构设计，应用材料力学和冲击、破坏力学的研究方法，实现了飞行器外挂物的精准、稳定和可重复性的投放。
[0057]
3、本实施例的投放机构通过简易化、小型化、标准化设计，并且兼具可移植性和可扩展性；投放机构的通用化设计可以覆盖飞行器地面试验、风洞试验和飞行验证试验的要求；通过投放机构的设计实现了外挂物投放的稳定性、可重复性和精准性，满足了飞行器外挂物投放的核心技术要求。
[0058]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种适用于不同质量外挂物的投放机构，其特征在于，包括固定部和吊挂部，吊挂部包括吊钩和用于吊挂外挂物的吊耳，吊钩的上部可拆卸式地固定在固定部上，在吊钩的底部设有凹槽，吊耳穿设在吊钩的凹槽位置，当外挂物受到向下的载荷时，吊钩在凹槽处发生断裂以使吊耳从吊钩上脱离。2.根据权利要求1所述的投放机构，其特征在于，固定部包括固定件、锁止件和连接件，吊钩的上部可拆卸式地安装在固定件上，锁止件压设在吊钩上以对吊钩进行锁止，锁止件通过连接件与固定件固定连接。3.根据权利要求2所述的投放机构，其特征在于，固定件包括相对设置的左固定件和右固定件，吊钩固定在左固定件和右固定件之间。4.根据权利要求3所述的投放机构，其特征在于，吊钩包括u型件，在u型件的两个端部分别设有悬挂件，在左固定件和右固定件朝向吊钩的一侧分别设有插槽，u型件的两侧分别插设在左固定件和右固定件的插槽，u型件两个端部的悬挂件分别悬挂在左固定件和右固定件的插槽上方。5.根据权利要求2所述的投放机构，其特征在于，在锁止件上设有定位件，在固定件上设有与定位件匹配的定位槽，在锁止件压设在吊钩上时，定位件插设在定位槽中。6.根据权利要求2所述的投放机构，其特征在于，连接件为沉头螺钉。7.根据权利要求2所述的投放机构，其特征在于，根据外挂物的质量和载荷的大小确定吊钩的材质、凹槽的形状和凹槽的深度。8.根据权利要求7所述的投放机构，其特征在于，通过计算固体力学软件或材料破坏性试验确定载荷的大小。9.根据权利要求1所述的投放机构，其特征在于，外挂物的质量为10克至100千克。10.权利要求1-9任一所述的投放机构在飞行器的地面试验、风洞试验或飞行验证试验中的应用。

技术总结
本发明提供了一种适用于不同质量外挂物的投放机构及其应用。本发明的适用于不同质量外挂物的投放机构包括固定部和吊挂部，吊挂部包括吊钩和用于吊挂外挂物的吊耳，吊钩的上部可拆卸式地固定在固定部上，在吊钩的底部设有凹槽，吊耳穿设在吊钩的凹槽位置，当外挂物受到向下的载荷时，吊钩在凹槽处发生断裂以使吊耳从吊钩上脱离。本发明的投放机构结构简单，具有小型化、可移植、可扩展、可标准化设计、可批量加工生产等优势，稳定性、可重复性、精准性和通用性好。和通用性好。和通用性好。


技术研发人员：董垒
受保护的技术使用者：中国航天空气动力技术研究院
技术研发日：2022.12.30
技术公布日：2023/4/28