申请/专利权人：北京空天技术研究所

申请日：2019-01-03

公开（公告）日：2021-06-08

公开（公告）号：CN109703793B

主分类号：B64G1/64(20060101)

分类号：B64G1/64(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.06.08#授权;2019.05.28#实质审查的生效;2019.05.03#公开

摘要：本发明提供了一种缓冲吸能回收装置设计方法及缓冲吸能回收装置，该方法包括：步骤一，根据缓冲吸能回收装置的应用环境及安装位置，将缓冲吸能回收装置的吸能性能及可靠连接性能作为设计关键点；步骤二，针对缓冲吸能回收装置的吸能性能的设计关键点对缓冲吸能机构进行选择；针对缓冲吸能回收装置的可靠连接性能的设计关键点对缓冲吸能机构的固定连接件进行选择；步骤三，针对步骤二中选择的缓冲吸能回收装置，分别开展数值仿真分析和地面验证试验，以验证缓冲吸能回收装置设计方法的可行性。应用本发明的技术方案，以解决现有技术中无法对具有高度危害性的爆炸螺栓分离残件进行安全可靠地回收的技术问题。

主权项：1.一种用于飞行器级间分离的缓冲吸能回收装置设计方法，其特征在于，所述缓冲吸能回收装置设计方法包括：步骤一，根据缓冲吸能回收装置的应用环境及安装位置，将缓冲吸能回收装置的吸能性能作为第一设计关键点，将缓冲吸能回收装置的可靠连接性能作为第二设计关键点；步骤二，针对所述缓冲吸能回收装置的吸能性能的第一设计关键点，选择高温合金蜂窝缓冲件作为缓冲吸能机构；针对所述缓冲吸能回收装置的可靠连接性能的第二设计关键点，选择螺钉和销钉作为缓冲吸能机构的固定连接件；步骤三，针对所述步骤二中选择的缓冲吸能回收装置，分别开展数值仿真分析和地面验证试验，以验证缓冲吸能回收装置设计方法的可行性；在使用理论分析方法进行高温合金蜂窝缓冲件的选择时，依据达朗贝尔原理，在缓冲吸能回收装置中加入惯性力，使结构由不平衡的动力系统变成平衡的惯性系统，运用静载荷的计算方法计算高温合金蜂窝缓冲件的变形能，根据所述高温合金蜂窝缓冲件的变形能以确定所述高温合金蜂窝缓冲件的截面载荷；所述高温合金蜂窝缓冲件的截面载荷f应满足其中，m1为爆炸螺栓残余部件的质量，V0为爆炸螺栓残余部件分离时的速度，A为高温合金蜂窝缓冲件的横截面积，α为转换系数，Ld为高温合金蜂窝缓冲件的非弹性压缩量，Le为高温合金蜂窝缓冲件的弹性压缩量。

全文数据：缓冲吸能回收装置设计方法及缓冲吸能回收装置技术领域本发明涉及飞行器技术领域，尤其涉及一种缓冲吸能回收装置设计方法及缓冲吸能回收装置。背景技术薄壁结构能够利用材料的塑性变形来耗散冲击动能，且结构的轴向变形所储存的能量远高于横向。薄壁结构具有高强重比、低成本、高吸能效率和变形模式稳定可控等优点，广泛应用于航天、车辆和船舶等利用碰撞动能耗散的系统中。爆炸螺栓以其结构简单、分离可靠广泛应用在火箭、卫星以及导弹等飞行器上。爆炸螺栓属于“强连强解”型解锁机构，当连接力较大时，所需解锁力也较大。爆炸螺栓分离解锁后，残余的螺栓本体和螺杆高速飞出，均会对舱体产生较大的冲量。而在现有技术中，目前没有合适的缓冲吸能装置对具有高度危害性的爆炸螺栓分离残件进行安全可靠地回收，极大地降低了飞行器的安全性能。发明内容本发明提供了一种缓冲吸能回收装置设计方法及缓冲吸能回收装置，能够解决现有技术中无法对具有高度危害性的爆炸螺栓分离残件进行安全可靠地回收的技术问题。根据本发明的一方面，提供了一种用于飞行器级间分离的缓冲吸能回收装置设计方法，缓冲吸能回收装置设计方法包括：步骤一，根据缓冲吸能回收装置的应用环境及安装位置，将缓冲吸能回收装置的吸能性能及可靠连接性能作为设计关键点；步骤二，针对缓冲吸能回收装置的吸能性能的设计关键点对缓冲吸能机构进行选择；针对缓冲吸能回收装置的可靠连接性能的设计关键点对缓冲吸能机构的固定连接件进行选择；步骤三，针对步骤二中选择的缓冲吸能回收装置，分别开展数值仿真分析和地面验证试验，以验证缓冲吸能回收装置设计方法的可行性。进一步地，针对缓冲吸能回收装置的吸能性能的设计关键点，选择高温合金蜂窝缓冲件作为缓冲吸能机构；针对缓冲吸能回收装置的可靠连接性能的设计关键点，选择螺钉和销钉作为缓冲吸能机构的固定连接件。进一步地，在使用理论分析方法进行高温合金蜂窝缓冲件的选择时，依据达朗贝尔原理，在缓冲吸能回收装置中加入惯性力，使结构由不平衡的动力系统变成平衡的惯性系统，运用静载荷的计算方法计算高温合金蜂窝缓冲件的变形能，根据高温合金蜂窝缓冲件的变形能以确定高温合金蜂窝缓冲件的截面载荷。进一步地，高温合金蜂窝缓冲件的截面载荷f应满足其中，m1为爆炸螺栓残余部件的质量，V0为爆炸螺栓残余部件分离时的速度，A为高温合金蜂窝缓冲件的横截面积，α为转换系数，Ld为高温合金蜂窝缓冲件的非弹性压缩量，Le为高温合金蜂窝缓冲件的弹性压缩量。进一步地，在使用理论分析方法对缓冲吸能机构的固定连接件进行分析后，选择第一螺钉和第二螺钉以用于承受高温合金蜂窝缓冲件结构变形时的弯矩，选择销钉以用于承受高温合金蜂窝缓冲件结构变形时的剪切力矩，第一螺钉和第二螺钉的最大拉力FP均应满足其中，L2为爆炸螺栓的中心轴与回收盒的安装台面之间的距离，L1为第一螺钉和第二螺钉之间的距离，F0为高温合金蜂窝缓冲件的平均压溃力。进一步地，在步骤三中，在对选定的缓冲吸能回收装置进行数值仿真分析时，对缓冲吸能回收装置进行建模以及网格划分，通过设置缓冲吸能回收装置的材料属性和边界条件以建立高温合金蜂窝缓冲件与爆炸螺栓的接触关系；根据高温合金蜂窝缓冲件与爆炸螺栓的接触关系对缓冲吸能回收装置进行迭代求解以获取高温合金蜂窝缓冲件的压溃情况和螺钉的载荷曲线；根据所获取的高温合金蜂窝缓冲件的压溃情况和螺钉的载荷曲线验证所选定的缓冲吸能回收装置的合理性。进一步地，在步骤三中，在对选定的缓冲吸能回收装置进行地面验证试验时，将爆炸螺栓通过螺母安装在试验台架上，爆炸螺栓的一端不进行约束，在螺母的一端安装缓冲吸能回收装置，起爆爆炸螺栓以验证缓冲吸能回收装置的缓冲性能。根据本发明的又一方面，提供了一种缓冲吸能回收装置，缓冲吸能回收装置包括回收盒10、固定连接件20和高温合金蜂窝缓冲件30，缓冲吸能回收装置使用如上所述的缓冲吸能回收装置设计方法来设计，高温合金蜂窝缓冲件30设置在回收盒10和爆炸螺栓之间，回收盒10通过固定连接件20与舱体连接。进一步地，高温合金蜂窝缓冲件30包括蜂窝芯、第一面板和第二面板，蜂窝芯设置在第一面板和第二面板之间，第一面板和第二面板与蜂窝芯随形设计；固定连接件20包括第一螺钉21、第二螺钉22和销钉23。进一步地，蜂窝芯具有多个六边形容纳孔，多个六边形容纳孔用于容纳飞行器级间分离过程中的爆炸螺栓残余部件。应用本发明的技术方案，提供了一种用于飞行器级间分离的缓冲吸能回收装置设计方法，该方法以小空间大冲量缓冲吸能回收装置为研究对象，首先根据背景输入情况分析该装置的关键设计点，提出了解决缓冲吸能性能和可靠连接性能两大关键设计点的分析方法，并以此确定了缓冲吸能回收装置的技术状态；然后，对选择的缓冲吸能回收装置开展数值仿真分析以对冲击进行校核评估，评估结果认为本专利所指导设计的缓冲吸能回收装置可实现对爆炸螺栓残件的有效回收；最后，缓冲吸能回收装置通过了地面爆炸螺栓分离与回收试验验证，试验结果表明该装置的设计方法正确有效。本发明所提供的缓冲吸能回收装置设计方法与现有技术相比，其所设计的缓冲吸能回收装置更加安全可行，能够对具有高度危害性的爆炸螺栓分离残件进行安全可靠地回收，适用于空间狭小的飞行器中爆炸螺栓高速分离后大冲量残件的缓冲、吸能和回收。附图说明所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。图1示出了根据本发明的具体实施例提供的缓冲吸能回收装置的结构示意图；图2示出了根据本发明的具体实施例提供的高温合金蜂窝缓冲件的力与位移之间的曲线关系图；图3示出了根据本发明的具体实施例提供的非线性弹簧的力与位移之间的曲线关系图；图4示出了根据本发明的具体实施例提供的缓冲吸能回收装置安装形式的俯视结构示意图；图5示出了根据本发明的具体实施例提供的缓冲吸能回收装置安装形式的侧视结构示意图。其中，上述附图包括以下附图标记：10、回收盒；20、固定连接件；21、第一螺钉；22、第二螺钉；23、销钉；30、高温合金蜂窝缓冲件；100、爆炸螺栓；200、螺母。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。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申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“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。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。如图1所示，根据本发明的具体实施例提供了一种用于飞行器级间分离的缓冲吸能回收装置设计方法，该缓冲吸能回收装置设计方法包括：步骤一，根据缓冲吸能回收装置的应用环境及安装位置，将缓冲吸能回收装置的吸能性能及可靠连接性能作为设计关键点；步骤二，针对缓冲吸能回收装置的吸能性能的设计关键点对缓冲吸能机构进行选择；针对缓冲吸能回收装置的可靠连接性能的设计关键点对缓冲吸能机构的固定连接件进行选择；步骤三，针对步骤二中选择的缓冲吸能回收装置，分别开展数值仿真分析和地面验证试验，以验证缓冲吸能回收装置设计方法的可行性。应用此种配置方式，提供了一种用于飞行器级间分离的缓冲吸能回收装置设计方法，该方法以小空间大冲量缓冲吸能回收装置为研究对象，首先根据背景输入情况分析该装置的关键设计点，提出了解决缓冲吸能性能和可靠连接性能两大关键设计点的分析方法，并以此确定了缓冲吸能回收装置的技术状态；然后，对选择的缓冲吸能回收装置开展数值仿真分析以对冲击进行校核评估，评估结果认为本专利所指导设计的缓冲吸能回收装置可实现对爆炸螺栓残件的有效回收；最后，缓冲吸能回收装置通过了地面爆炸螺栓分离与回收试验验证，试验结果表明该装置的设计方法正确有效。本发明所提供的缓冲吸能回收装置设计方法与现有技术相比，其所设计的缓冲吸能回收装置更加安全可行，能够对具有高度危害性的爆炸螺栓分离残件进行安全可靠地回收，适用于空间狭小的飞行器中爆炸螺栓高速分离后大冲量残件的缓冲、吸能和回收。在步骤一中，首先根据设计要求和设计输入条件，明确小空间大冲量缓冲吸能回收装置的设计关键点。具体地，在本发明中，缓冲吸能回收装置需要将动量高达18Ns、冲击能量高达300J的爆炸螺栓分离残余部件有效、可靠回收。同时，爆炸螺栓残余部件距离舱内设备较近，有效设计的设计空间仅有30mm。基于此，根据缓冲吸能回收装置的应用环境及安装位置，将缓冲吸能回收装置的吸能性能及可靠连接性能作为设计关键点。在确定了缓冲吸能回收装置的设计关键点后，针对该设计关键点，开展缓冲吸能回收装置的吸能缓冲和可靠连接方案设计。针对缓冲吸能回收装置的吸能性能的设计关键点，选择高温合金蜂窝缓冲件30作为缓冲吸能机构；针对缓冲吸能回收装置的可靠连接性能的设计关键点，选择螺钉和销钉作为缓冲吸能机构的固定连接件。应用此种配置方式，通过选择高温合金蜂窝缓冲件作为吸能缓冲部件，其能够有效降低爆炸螺栓残件的冲击力，回收高速分离残件，起到缓冲吸能回收作用。通过选择螺钉和销钉作为缓冲吸能机构的固定连接件，能够确保回收盒在爆炸螺栓残件冲击下安全可靠的连接。进一步地，在本发明中，在使用理论分析方法进行高温合金蜂窝缓冲件30的选择时，依据达朗贝尔原理，在缓冲吸能回收装置中加入惯性力，使结构由不平衡的动力系统变成平衡的惯性系统，运用静载荷的计算方法计算高温合金蜂窝缓冲件的变形能，根据高温合金蜂窝缓冲件30的变形能以确定高温合金蜂窝缓冲件30的截面载荷。具体地，在本发明中，缓冲吸能回收装置的缓冲收集过程可简化为：质量为m1的爆炸螺栓残件，在分离后以V0的速度向前飞出，行程为L0，作用到截面积为A的高温合金蜂窝缓冲件30上。高温合金蜂窝缓冲件30在平均压溃力F0的作用下吸收爆炸螺栓残件的动能。依据达朗贝尔原理，在缓冲吸能回收装置中加入惯性力，使结构由不平衡的动力系统变成平衡的惯性系统，以便运用静载荷的计算方法计算变形能。这种简化方法可以用于缓冲吸能回收装置参数的估算。缓冲吸能回收装置的高温合金蜂窝缓冲件30在爆炸螺栓残件的冲击力下发生压溃变形，力与位移曲线如图2所示。如果忽略冲击过程的能量损失，高温合金蜂窝缓冲件30的变形与非线性弹簧相似，非线性弹簧的力与位移曲线如图3所示。因此，可以将高温合金蜂窝缓冲件冲压变形简化为图3中的力与位移曲线。当压缩量x≤Ld时，T0≤Wj公式一，Wj＝αW0公式二其中，T0为爆炸残余螺杆与螺母的动能，Wj为动态冲击下高温合金蜂窝缓冲件压缩量为Ld时的势能，W0为静态冲击下高温合金蜂窝缓冲件30的压缩量为Le时的势能，α为转换系数。作为本发明的一个具体实施例，动态撞击与准静态压缩相比，各规格高温合金蜂窝缓冲件30的平台强度、比载荷、质量比吸能、体积比吸能均有所提升，平均提升约33％，所以可取α＝1.33。由Wj＝αW0可知，根据公式一、三、五可得令F0＝f×A，可得：其中，f为高温合金蜂窝截面载荷。由上可知，高温合金蜂窝缓冲件的截面载荷f应满足其中，m1为爆炸螺栓残余部件的质量，V0为爆炸螺栓残余部件分离时的速度，A为高温合金蜂窝缓冲件30的横截面积，α为转换系数，Ld为高温合金蜂窝缓冲件30的非弹性压缩量，Le为高温合金蜂窝缓冲件30的弹性压缩量。作为本发明的一个具体实施例，爆炸螺栓起爆解锁后，其冲量I为18N·s，爆炸螺栓残件的质量m1为545g，爆炸螺栓残件的冲击速度为其动量与质量的比值，即冲击速度为：Le≈3.1％L0～5.8％L0≈1.3mmLd≈78％L0～90％L0≈19mm高温合金蜂窝缓冲件的横截面A为50mm×50mm，即A＝2500mm2将上述各参数代入公式七可得f≥4.9Jcm3。在本发明中，为了避免爆炸螺栓残件对舱体造成破坏，残件的缓冲吸能和回收过程中产生的冲击力不能过大，所选主吸能结构的体积比吸能不小于4.9Jcm3。高温合金蜂窝缓冲件体积比吸能高达6Jcm3，初始压溃力约为22000N，满足作为缓冲吸能回收装置主吸能结构的要求，因此可确定为主吸能结构。高温合金蜂窝缓冲件30包括蜂窝芯、第一面板和第二面板，蜂窝芯设置在第一面板和第二面板之间，第一面板和所述第二面板与蜂窝芯随形设计。作为本发明的一个具体实施例，蜂窝芯材料选择GH99，内切圆直径为10mm，蜂窝芯厚度为0.12mm，前后蒙皮均为1mm的GH99面板，通过钎焊实现蒙皮和蜂窝芯的连接。根据舱内缓冲空间限制，高温合金蜂窝的厚度取30mm。进一步地，根据公式三可知，爆炸螺栓螺杆的冲击能量为297J，高温合金蜂窝缓冲件的比吸能为6Jcm3。若L0＝30mm，则设计空间为75cm3，能够吸能375J，满足小空间缓冲吸能设计要求。完成了高温合金蜂窝缓冲件的缓冲吸能设计之后，需要进行固定连接件的连接可靠性设计。作用在高温合金蜂窝缓冲件上的平均压溃力产生的弯矩由回收盒上的第一螺钉和第二螺钉承受，第一螺钉和第二螺钉承受的最大拉力FP，爆炸螺栓中心轴距回收盒安装台面L2，第一螺钉和第二螺钉之间的距离为L1。为确保缓冲收集装置可靠连接，高温合金蜂窝缓冲件被压缩时平均压溃力F0产生的弯矩ML应小于蜂窝支撑支架安装螺钉的最大拉力FP产生的弯矩MP，因此：MP≥ML公式八FPL1≥F0L2公式九由上可知，在使用理论分析方法对缓冲吸能机构的固定连接件进行分析后，选择第一螺钉和第二螺钉以用于承受高温合金蜂窝缓冲件30结构变形时的弯矩，选择销钉以用于承受高温合金蜂窝缓冲件30结构变形时的剪切力矩，第一螺钉21和第二螺钉22的最大拉力FP均应满足其中，L2为爆炸螺栓的中心轴与回收盒的安装台面之间的距离，L1为第一螺钉和第二螺钉之间的距离，F0为高温合金蜂窝缓冲件的平均压溃力。作为本发明的一个具体实施例，L1＝25mm，L2＝27mm，按照高温合金蜂窝缓冲件的平均压溃载荷F0为15000N获得的螺钉平均拉力为：FP≥16200N如果按照瞬间压缩时高温合金蜂窝缓冲件的峰值压溃载荷F0为22000N并对峰值载荷取1.25的安全系数，则螺钉设计能承受的最大拉力为：FP≥29700N在本发明中，缓冲吸能回收装置通过连接螺钉和承剪销钉实现和飞行器舱体的连接。9310钢抗拉强度1200MPa以上，冲击功在180J以上，冲击韧性在2.3Jmm2以上，用其制成的M6螺钉承载力可达33.9kN。因此，9310钢满足缓冲吸能回收装置对固定连接结构强度高、抗冲击的要求。螺钉能承受的最大拉力为33912N，则M6的螺钉拉断时，GH99蜂窝的初始压溃力为31400N，满足静态承载要求。在完成了对高温合金蜂窝缓冲件以及固定连接件的理论分析后，需要对缓冲吸能回收装置进行数值仿真验证。具体地，在步骤三中，在对选定的缓冲吸能回收装置进行数值仿真分析时，对缓冲吸能回收装置进行建模以及网格划分，通过设置缓冲吸能回收装置的材料属性和边界条件以建立高温合金蜂窝缓冲件与爆炸螺栓的接触关系；根据高温合金蜂窝缓冲件与爆炸螺栓的接触关系对缓冲吸能回收装置进行迭代求解以获取高温合金蜂窝缓冲件的压溃情况和螺钉的载荷曲线；根据所获取的高温合金蜂窝缓冲件的压溃情况和螺钉的载荷曲线验证所选定的缓冲吸能回收装置的合理性。作为本发明的一个具体实施例，可使用ABAQUSExplicit软件对缓冲吸能回收装置进行数值模拟，建立缓冲吸能回收装置的模型并进行网格划分，通过设置其材料属性、边界条件，建立蜂窝与爆炸螺栓螺杆的接触关系，迭代求解后可得到高温合金蜂窝缓冲件的压溃情况以及螺钉的载荷曲线。通过仿真计算可知，爆炸螺栓残件撞击高温合金蜂窝缓冲件后，高温合金蜂窝缓冲件进入塑性变形后被压溃。高温合金蜂窝缓冲件被压溃时的最大位移约为15.2mm，小于30mm的设计空间，满足缓冲吸能要求。爆炸螺栓残余螺杆撞击高温合金蜂窝缓冲件的瞬间，缓冲回收盒与舱体的连接螺钉最大拉力为16113N，小于拉断载荷33912N，剩余强度系数为1.5，满足螺钉承载要求。在完成了对缓冲吸能回收装置的仿真验证后，需要对缓冲吸能回收装置进行缓冲试验验证。在步骤三中，在对选定的缓冲吸能回收装置进行地面验证试验时，将爆炸螺栓通过螺母安装在试验台架上，爆炸螺栓的一端不进行约束，在螺母的一端安装缓冲吸能回收装置，起爆爆炸螺栓以验证缓冲吸能回收装置的缓冲性能。作为本发明的一个具体实施例，如图4和图5所示，将爆炸螺栓100用螺母200安装在试验台架上，爆炸螺栓100的一端不进行约束，在螺母200一端安装缓冲吸能回收装置，起爆爆炸螺栓100，验证缓冲吸能回收装置的缓冲性能。缓冲吸能回收装置通过两个M6螺钉进行固定在安装凸台上。为了增加缓冲吸能回收装置的抗剪能力，在底部设置定位销。为了减小冲击情况下缓冲吸能回收装置的变形，在缓冲吸能回收装置的后部下端增加支撑结构，来承担由于冲击产生的附加弯矩。高温合金蜂窝缓冲件30的蜂窝芯材料可采用高温合金。经试验验证，爆炸螺栓100起爆后，回收盒的五个连接螺钉保持完好，未发生塑性变形，回收盒的三个定位销孔也未发生变形，成功实现了爆炸螺栓残件的缓冲和收集。试验测得爆炸螺栓残件撞击到高温合金蜂窝缓冲件30时的速度为33ms，取安全系数为2，则爆炸螺栓残件载荷为17249N。按公式十可知，螺钉所受拉力为18628N，而螺钉能承受的最大拉力为33912N，说明螺钉的强度、刚度满足设计要求。经数值模拟得到的螺钉最大拉力为16113N，数值计算误差为13.5％，计算误差较小，说明本设计提供的分析方法能够有效支撑缓冲吸能回收装置的设计。从试验过程及结果可知：爆炸螺栓起爆后，爆炸螺栓残件的残余动能被高温合金蜂窝缓冲件吸收，爆炸螺栓残件被回收至回收盒内并未发生反弹现象，说明缓冲回收装置的吸能缓冲性能较好；回收盒的连接螺钉完好无损，说明缓冲吸能回收装置的可靠连接性能良好，均满足设计要求。根据本发明的另一方面，提供了一种缓冲吸能回收装置，该缓冲吸能回收装置包括回收盒10、固定连接件20和高温合金蜂窝缓冲件30，缓冲吸能回收装置使用如上所述的缓冲吸能回收装置设计方法来设计，高温合金蜂窝缓冲件30设置在回收盒10和爆炸螺栓之间，回收盒10通过固定连接件20与舱体连接。使用本发明的缓冲吸能回收装置设计方法所设计的缓冲吸能回收装置更加安全可行，能够对具有高度危害性的爆炸螺栓分离残件进行安全可靠地回收，适用于空间狭小的飞行器中爆炸螺栓高速分离后大冲量残件的缓冲、吸能和回收。进一步地，在本发明中，如图1所示，高温合金蜂窝缓冲件30包括蜂窝芯、第一面板和第二面板，蜂窝芯设置在第一面板和第二面板之间，第一面板和第二面板与蜂窝芯随形设计；固定连接件20包括第一螺钉21、第二螺钉22和销钉23。作为本发明的一个具体实施例，高温合金蜂窝缓冲件30的体结构为具有吸能缓冲作用的高温合金蜂窝薄壁结构，蜂窝芯具有多个六边形容纳孔，多个六边形容纳孔用于容纳飞行器级间分离过程中的爆炸螺栓残余部件。综上所述，本发明提供了一种小空间大冲量缓冲吸能回收装置设计方法，该设计方法需要根据输入条件，通过理论分析、数值仿真和试验验证等方法，来解决缓冲吸能回收装置的缓冲吸能性能和可靠连接性能两大关键技术难点，验证设计方法的可行性。本发明的设计方法与现有技术相比，其面对设计空间不足和回收残件高动量两大特征，紧扣蜂窝的缓冲吸能性能和收集装置的可靠连接性能这两大关键设计点，综合运用理论、数值仿真和地面验证试验开展了工作，对缓冲吸能回收装置设计具有重要的指导意义。为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种用于飞行器级间分离的缓冲吸能回收装置设计方法，其特征在于，所述缓冲吸能回收装置设计方法包括：步骤一，根据缓冲吸能回收装置的应用环境及安装位置，将缓冲吸能回收装置的吸能性能及可靠连接性能作为设计关键点；步骤二，针对缓冲吸能回收装置的吸能性能的设计关键点对缓冲吸能机构进行选择；针对缓冲吸能回收装置的可靠连接性能的设计关键点对缓冲吸能机构的固定连接件进行选择；步骤三，针对所述步骤二中选择的缓冲吸能回收装置，分别开展数值仿真分析和地面验证试验，以验证缓冲吸能回收装置设计方法的可行性。2.根据权利要求1所述的用于飞行器级间分离的缓冲吸能回收装置设计方法，其特征在于，针对缓冲吸能回收装置的吸能性能的设计关键点，选择高温合金蜂窝缓冲件作为缓冲吸能机构；针对缓冲吸能回收装置的可靠连接性能的设计关键点，选择螺钉和销钉作为缓冲吸能机构的固定连接件。3.根据权利要求2所述的用于飞行器级间分离的缓冲吸能回收装置设计方法，其特征在于，在使用理论分析方法进行高温合金蜂窝缓冲件的选择时，依据达朗贝尔原理，在缓冲吸能回收装置中加入惯性力，使结构由不平衡的动力系统变成平衡的惯性系统，运用静载荷的计算方法计算高温合金蜂窝缓冲件的变形能，根据所述高温合金蜂窝缓冲件的变形能以确定所述高温合金蜂窝缓冲件的截面载荷。4.根据权利要求3所述的用于飞行器级间分离的缓冲吸能回收装置设计方法，其特征在于，所述高温合金蜂窝缓冲件的截面载荷f应满足其中，m1为爆炸螺栓残余部件的质量，V0为爆炸螺栓残余部件分离时的速度，A为高温合金蜂窝缓冲件的横截面积，α为转换系数，Ld为高温合金蜂窝缓冲件的非弹性压缩量，Le为高温合金蜂窝缓冲件的弹性压缩量。5.根据权利要求2所述的用于飞行器级间分离的缓冲吸能回收装置设计方法，其特征在于，在使用理论分析方法对所述缓冲吸能机构的固定连接件进行分析后，选择第一螺钉和第二螺钉以用于承受所述高温合金蜂窝缓冲件结构变形时的弯矩，选择所述销钉以用于承受所述高温合金蜂窝缓冲件结构变形时的剪切力矩，所述第一螺钉和所述第二螺钉的最大拉力FP均应满足其中，L2为爆炸螺栓的中心轴与回收盒的安装台面之间的距离，L1为第一螺钉和第二螺钉之间的距离，F0为高温合金蜂窝缓冲件的平均压溃力。6.根据权利要求2所述的用于飞行器级间分离的缓冲吸能回收装置设计方法，其特征在于，在所述步骤三中，在对选定的缓冲吸能回收装置进行数值仿真分析时，对所述缓冲吸能回收装置进行建模以及网格划分，通过设置所述缓冲吸能回收装置的材料属性和边界条件以建立高温合金蜂窝缓冲件与爆炸螺栓的接触关系；根据所述高温合金蜂窝缓冲件与爆炸螺栓的接触关系对所述缓冲吸能回收装置进行迭代求解以获取高温合金蜂窝缓冲件的压溃情况和螺钉的载荷曲线；根据所获取的高温合金蜂窝缓冲件的压溃情况和螺钉的载荷曲线验证所选定的缓冲吸能回收装置的合理性。7.根据权利要求6所述的用于飞行器级间分离的缓冲吸能回收装置设计方法，其特征在于，在所述步骤三中，在对选定的缓冲吸能回收装置进行地面验证试验时，将爆炸螺栓通过螺母安装在试验台架上，所述爆炸螺栓的一端不进行约束，在所述螺母的一端安装缓冲吸能回收装置，起爆爆炸螺栓以验证所述缓冲吸能回收装置的缓冲性能。8.一种缓冲吸能回收装置，其特征在于，所述缓冲吸能回收装置包括回收盒10、固定连接件20和高温合金蜂窝缓冲件30，所述缓冲吸能回收装置使用权利要求1至7中任一项所述的缓冲吸能回收装置设计方法来设计，所述高温合金蜂窝缓冲件30设置在所述回收盒10和爆炸螺栓之间，所述回收盒10通过固定连接件20与舱体连接。9.根据权利要求8所述的缓冲吸能回收装置，其特征在于，所述高温合金蜂窝缓冲件30包括蜂窝芯、第一面板和第二面板，所述蜂窝芯设置在所述第一面板和所述第二面板之间，所述第一面板和所述第二面板与所述蜂窝芯随形设计；所述固定连接件20包括第一螺钉21、第二螺钉22和销钉23。10.根据权利要求9所述的缓冲吸能回收装置，其特征在于，所述蜂窝芯具有多个六边形容纳孔，多个六边形容纳孔用于容纳飞行器级间分离过程中的爆炸螺栓残余部件。

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