本发明涉及航天飞行器技术领域，特别是一种可惯性机械式分离的火箭头罩机构。
背景技术：
头部整流罩通常简称为头罩，是火箭、导弹等普遍采用的组成结构，能够有效改善气动外形、减小气动阻力、提高射程，同时也能够在飞行过程中保护弹头内的产品。大多数火箭在飞行全程中都需要头罩的保护，但在某些特定的应用场合，需要在弹道末段将头罩从弹体上释放，以行使后续功能。这要求头罩既能有效连接，又能在接收外界输入后实现连接解锁和脱落。传统的技术途径是使用信号接收器、传感器等电子装置，结合定延时起爆火工品等技术来实现头罩分离，其缺点在于产品组成复杂、成本高，尤其是装配空间要求导致其结构不够紧凑，这对于较小口径的火箭而言往往不具备可行性。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种可惯性机械式分离的火箭头罩机构，不使用电子装置和火工品，结构紧凑、成本低廉、装配和使用方便，对于各种口径的火箭均具有良好适应性。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种可惯性机械式分离的火箭头罩机构，包括头罩外壳、环形气囊和执行机构，所述头罩外壳的后端套设在火箭弹体的头端，所述环形气囊设置在头罩外壳与火箭弹体头端之间的间隙内，环形气囊充气膨胀通过压紧产生的摩擦力实现头罩外壳与火箭弹体头部连接，所述的执行机构设置在头罩外壳内，执行机构工作使环形气囊破洞释放环形气囊内的气体到头罩外壳内使头罩外壳与火箭弹体脱落。
具体的，所述的头罩外壳内设置有一挡板，所述的挡板限制环形气囊充气后的位置与形状。
具体的，所述的执行机构包括切割刃、端头连杆和刀架，所述刀架固定在头罩外壳内，所切割刃的中部与刀架铰接，所述切割刃的一端与端头连杆的一端铰接，所述端头连杆的另一端与头罩外壳滑动连接，所述端头连杆沿头罩外壳轴向移动拉动切割刃绕与刀架的铰接点转动，使切割刃的一端刺破环形气囊。
具体的，所述的头罩外壳前端设置有安装孔，所述端头连杆的一端设置有圆形限位端头，所述端头连杆的另一端穿过所述安装孔延伸至头罩外壳内部与切割刃铰接，所述的端头连杆上套设有弹簧，所述弹簧的一端抵接在头罩外壳的前端，另一端与端头连杆连接。
具体的，所述的端头连杆上设置有限位环，所述的弹簧的一端抵接在限位环上。
具体的，所述的挡板为镂空板。
具体的，所述的挡板上设置有孔洞。
具体的，所述的切割刃至少设置有一个。
具体的，所述的环形气囊内设置有支撑骨架
本发明具有以下优点：本发明以环形压力气囊作为头罩在火箭弹体上的连接方式，当火箭弹体在空中高速飞行时，按预定程序进行减速，端头连杆产生与飞行方向相反的惯性过载，牵引切割刃向后运动刺破气囊，迅速释放压缩气体致使头罩与火箭弹体分离，整套系统为纯机械式机构，不使用电子装置和火工品，接收反向惯性过载而触发头罩的解锁和脱落动作，解决了头罩在火箭飞行过程中有效连接和可靠分离的问题，结构紧凑、成本低廉、装配和使用方便，对于各种口径的火箭均具有良好适应性。
附图说明
图1为发明的火箭头罩机构整体结构示意图；
图2为本发明的头罩机构与火箭弹体分离的示意图；
图中：1-端头连杆，2-弹簧，3-头罩外壳，4-刀架，5-切割刃，6-环形气囊，7-气嘴，8-火箭弹体，9-挡板，10-限位环。
具体实施方式
为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”，“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程，方法，物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程，方法，物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程，方法，物品或者设备中还存在另外的相同要素。
下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1～2所示，一种可惯性机械式分离的火箭头罩机构，包括头罩外壳3、环形气囊6和执行机构，所述头罩外壳3的后端套设在火箭弹体8的头端，所述环形气囊6设置在头罩外壳3与火箭弹体8头端之间的间隙内，环形气囊6充气膨胀通过压紧产生的摩擦力实现头罩外壳3与火箭弹体8头部连接，所述的执行机构设置在头罩外壳3内，执行机构工作使环形气囊6破洞释放环形气囊6内的气体到头罩外壳3内使头罩外壳3与火箭弹体8脱落。本实施例中头罩外壳3前部为类抛物线截面的典型气动整流结构，头罩外壳3后部为中空柱段，且后端的内径大于火箭弹体8头部，这样头罩外壳3的后端套在火箭弹体8的前端后能在头罩外壳3与火箭弹体8之间形成较大的间隙，然后将环形气囊6填充在头罩外壳3与火箭弹体8之间，在环形气囊6为环状的结构，通过气嘴7向环形气囊6内充气，充气后的环形气囊6形成类似脸盆形状，环形气囊6的织物材料具有较高的摩擦系数，在充气膨胀后能通过压紧产生的摩擦力实现头罩外壳3与火箭弹体8头部的有效连接；当气囊被刺破后，摩擦力迅速消失，实现头罩的解锁，同时气囊释放的压缩气体吹入头罩外壳3内部，致使头罩外壳3与火箭弹体8脱落，执行机构在需要头罩外壳3与火箭弹体8分离时戳破环形气囊6。
进一步地，所述的头罩外壳3内设置有一挡板9，所述的挡板9限制环形气囊6充气后的位置与形状。挡板9为环形的形状，固定在头罩外壳3的内部，且套在火箭弹体8的前端，这样挡板9与头罩外壳3和火箭弹体8形成固定的形状，这样就能保证环形气囊6充气后的形状尺寸满足要求。
进一步地，所述的执行机构包括切割刃5、端头连杆1和刀架4，所述刀架4固定在头罩外壳3内，所切割刃5的中部与刀架4铰接，所述切割刃5的一端与端头连杆1的一端铰接，所述端头连杆1的另一端与头罩外壳3滑动连接，所述端头连杆1沿头罩外壳3轴向移动拉动切割刃5绕与刀架4的铰接点转动，使切割刃5的一端刺破环形气囊6。切割刃5远离与端头连杆1连接的一端设置成尖锐的形状，且切割刃5整体为弯折或弧形的形状，向头罩外壳3的头部弯折，这样端头连杆1沿头罩外壳3的轴向向头罩外壳3头部运动时带动切割刃5绕与刀架4的铰接点转动，切割刃5尖锐的一端向环形气囊6转动并戳破环形气囊6。
进一步地，所述的头罩外壳3前端设置有安装孔，所述端头连杆1的一端设置有圆形限位端头，所述端头连杆1的另一端穿过所述安装孔延伸至头罩外壳3内部与切割刃5铰接，所述的端头连杆1上套设有弹簧2，所述弹簧2的一端抵接在头罩外壳3的前端，另一端与端头连杆1连接。本实施例中圆形限位端头的直径大于安装孔的直径，在端头连杆1的一端插入头罩外壳3内后圆形限位端头与头罩外壳3组成完整的类抛物线截面的典型气动整流结构，当火箭弹体8在空中高速飞行时，需要头罩外壳3与火箭弹体8分离时，火箭弹体8按预定程序进行减速，端头连杆1产生与飞行方向相反的惯性过载，牵引切割刃5向后运动刺破环形气囊6，迅速释放压缩气体致使头罩外壳3与火箭弹体8分离，端头连杆1中段受到弹簧2的约束，该机构的运动行程与端头连杆1承受的惯性过载相关，当惯性过载突破阈值，切割刃5即刺破环形气囊6，触发头罩外壳3与火箭弹体8的解锁和脱落动作.
进一步地，所述的端头连杆1上设置有限位环10，所述的弹簧2的一端抵接在限位环10上。
进一步地，所述的挡板9为镂空板，镂空的结构使切割刃5能穿过挡板9戳破环形气囊6。
进一步地，所述的挡板9上设置有孔洞，孔洞的位置对应设置在切割刃5尖锐的一端，切割刃5转动时尖锐的一端穿过孔洞戳破环形气囊6。
进一步地，所述的切割刃5至少设置有一个，设置多个时切割刃5对称设置在头罩外壳3内。
进一步地，所述的环形气囊6内设置有支撑骨架。在环形气囊6内部设置支撑骨架，使环形气囊6充气后保持一定的形状，使头罩外壳3与火箭弹体8连接更稳定。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。
1.一种可惯性机械式分离的火箭头罩机构，其特征在于：包括头罩外壳（3）、环形气囊（6）和执行机构，所述头罩外壳（3）的后端套设在火箭弹体（8）的头端，所述环形气囊（6）设置在头罩外壳（3）与火箭弹体（8）头端之间的间隙内，环形气囊（6）充气膨胀通过压紧产生的摩擦力实现头罩外壳（3）与火箭弹体（8）头部连接，所述的执行机构设置在头罩外壳（3）内，执行机构工作使环形气囊（6）破洞释放环形气囊（6）内的气体到头罩外壳（3）内使头罩外壳（3）与火箭弹体（8）脱落。
2.根据权利要求1所述的一种可惯性机械式分离的火箭头罩机构，其特征在于：所述的头罩外壳（3）内设置有一挡板（9），所述的挡板（9）限制环形气囊（6）充气后的位置与形状。
3.根据权利要求1所述的一种可惯性机械式分离的火箭头罩机构，其特征在于：所述的执行机构包括切割刃（5）、端头连杆（1）和刀架（4），所述刀架（4）固定在头罩外壳（3）内，所切割刃（5）的中部与刀架（4）铰接，所述切割刃（5）的一端与端头连杆（1）的一端铰接，所述端头连杆（1）的另一端与头罩外壳（3）滑动连接，所述端头连杆（1）沿头罩外壳（3）轴向移动拉动切割刃（5）绕与刀架（4）的铰接点转动，使切割刃（5）的一端刺破环形气囊（6）。
4.根据权利要求3所述的一种可惯性机械式分离的火箭头罩机构，其特征在于：所述的头罩外壳（3）前端设置有安装孔，所述端头连杆（1）的一端设置有圆形限位端头，所述端头连杆（1）的另一端穿过所述安装孔延伸至头罩外壳（3）内部与切割刃（5）铰接，所述的端头连杆（1）上套设有弹簧（2），所述弹簧（2）的一端抵接在头罩外壳（3）的前端，另一端与端头连杆（1）连接。
5.根据权利要求4所述的一种可惯性机械式分离的火箭头罩机构，其特征在于：所述的端头连杆（1）上设置有限位环（10），所述的弹簧（2）的一端抵接在限位环（10）上。
6.根据权利要求2所述的一种可惯性机械式分离的火箭头罩机构，其特征在于：所述的挡板（9）为镂空板。
7.根据权利要求2所述的一种可惯性机械式分离的火箭头罩机构，其特征在于：所述的挡板（9）上设置有孔洞。
8.根据权利要求3所述的一种可惯性机械式分离的火箭头罩机构，其特征在于：所述的切割刃（5）至少设置有一个。
9.根据权利要求1所述的一种可惯性机械式分离的火箭头罩机构，其特征在于：所述的环形气囊（6）内设置有支撑骨架。
技术总结