王军辉 边园园

（中国航天科技集团公司四院四十一所，陕西西安 710025）

0.引言

分离系统是火箭设计的关键技术之一[1]，一般包括多级火箭的级间分离、头体分离、整流罩分离和有效载荷释放等。分离前两分离体可靠连接，分离时可靠分离，且在分离过程中和分离后，对继续飞行体不造成影响和危害，是分离机构设计的基本要求[2]。为确保火箭飞行正常，设计合理的分离机构，系统地建立有效的力学模型并开展结构动态仿真是解决问题的有效途径[3-4]。

某火箭有效载荷为龙伯球，当火箭弹道高度达到预定位置时，龙伯球工作。龙伯球安装在箭体中，火箭舱段材料为金属，为满足龙伯球透波要求，要求在龙伯球工作前火箭进行头体分离，释放龙伯球。本文根据龙伯球在火箭上的工作要求，设计了头体分离方案，并基于ADAMS建立可视化虚拟样机，对分离过程进行动力学仿真分析。

1.头体分离系统方案设计

将龙伯球安装在箭头载荷舱端面，球体伸入分离舱中，载荷舱和分离舱对接面为箭头和箭体的分离面，火箭飞行到弹道高度80km时头体分离，释放龙伯球，头体分离系统见图1。

图1 头体分离系统

1.1 分离机构设计

头体分离机构包括连接解锁装置、分离导向装置和分离冲量装置。

1.1.1 连接解锁装置

连接解锁装置包括结构和电气两方面，结构上通过4个爆炸螺栓将头体分离面连接，爆炸螺栓起爆后，箭头和箭体分离。爆炸螺栓起爆后成为活动物，设计防护盒约束螺栓头的运动，避免损伤舱内设备。……