本技術涉及航空航天，具體而言，本技術涉及一種分離裝置、級間分離系統及飛行器。

背景技術：

1、級間分離是多級飛行器（比如火箭）中下面級關機后與上面級分離的過程，目的是分離拋棄推進劑耗盡的下面級。

2、級間分離系統通常采用火工品（如爆炸螺栓或切割索）進行分離，對于部分無機動或控制需求的級間分離系統來說，也有采用拔筆帽式的分離方式進行分離的。

3、火工品分離可靠，但是屬于嚴格管控產品，供應周期不可靠，容易在項目進展中拖后腿；拔筆帽式的分離方式由于級間無機械連接，只靠一個錐面配合，因此對于有機動或控制需求的級間分離系統來說無法使用。

技術實現思路

1、本技術針對現有方式的缺點，提出一種分離裝置、級間分離系統及飛行器，可實現自動觸發(fā)分離，既能滿足機動或控制需求，又能避免采用火工品帶來的問題。

2、第一個方面，本技術實施例提供了一種分離裝置，包括：

3、第一分離體，具有第一容納腔；

4、第二分離體，具有用于容納至少部分第一分離體的第二容納腔，第二分離體的內壁設有凹槽，凹槽與第二容納腔連通；

5、鎖定結構，可活動地設于第一分離體的側壁，鎖定結構具有進入凹槽內以將第一分離體和第二分離體鎖定的鎖定位置，以及從凹槽內脫出以使第一分離體和第二分離體解鎖的解鎖位置；

6、切換結構，可活動地設于第一容納腔內，切換結構用于與鎖定結構配合，以對鎖定結構的位置進行切換；

7、若第一分離體和第二分離體不需要分離時，使分離裝置在第一加速度下運動，切換結構基于第一加速度與鎖定結構配合，使鎖定結構位于鎖定位置；

8、若第一分離體和第二分離體需要分離時，將分離裝置的加速度從第一加速度切換至第二加速度，切換結構基于保持第一加速度的慣性與鎖定結構配合，使鎖定結構位于解鎖位置；其中，第二加速度小于第一加速度。

9、可選地，切換結構包括切換件，切換件具有沿第二分離體指向第一分離體的方向依次設置的鎖定配合部和解鎖配合部；

10、鎖定配合部用于與鎖定結構配合，使鎖定結構位于鎖定位置；

11、解鎖配合部用于與鎖定結構配合，使鎖定結構位于解鎖位置。

12、可選地，切換結構還包括至少一個調節(jié)組件，調節(jié)組件設置在第一分離體上并位于第一容納腔內，調節(jié)組件與切換件連接，用于向切換件施加使解鎖配合部與鎖定結構配合的作用力。

13、可選地，第一容納腔內設有安裝件，安裝件與第一分離體的側壁連接；

14、調節(jié)組件包括彈性件和限位件，安裝件設有第一通孔，限位件的一端穿過第一通孔后與切換件連接，彈性件設置在限位件的外周并分別與切換件和安裝件抵接；鎖定配合部與鎖定結構配合時，彈性件處于壓縮狀態(tài)，限位件用于對切換件的極限位置進行限定。

15、可選地，限位件包括相連接的螺桿和螺帽，螺桿穿過第一通孔與切換件可拆卸地連接，螺帽位于安裝件遠離切換件的一側，螺帽沿螺桿徑向的尺寸大于第一通孔沿螺桿徑向的尺寸；和/或，

16、彈性件包括彈簧。

17、可選地，調節(jié)組件的數量為多個，多個調節(jié)組件沿第一容納腔的周向依次間隔布置，并分別與切換件連接。

18、可選地，鎖定配合部為設置在切換件外壁面的凸起，凸起用于將鎖定結構壓進凹槽內；解鎖配合部為設置在切換件外壁面的凹陷，凹陷用于為從凹槽內脫出的鎖定結構提供容納空間；凹陷向凸起平滑過渡；和/或，

19、鎖定配合部和解鎖配合部分別沿切換件的周向延伸。

20、可選地，沿第二容納腔的周向依次間隔設有多個凹槽；沿第一分離體的側壁的周向依次間隔設有多個鎖定結構；凹槽的數量大于或等于鎖定結構的數量；和/或，

21、鎖定結構包括鋼珠，第一分離體的側壁設有與鋼珠一一對應的第二通孔，鋼珠可活動地布置在第二通孔內。

22、第二個方面，本技術實施例提供了一種級間分離系統，包括：

23、上述的分離裝置；

24、下面級，與分離裝置的第一分離體連接；

25、上面級，與分離裝置的第二分離體連接；

26、若下面級和上面級不需要分離時，使級間分離系統在第一加速度下運動，分離裝置的切換結構基于第一加速度與鎖定結構配合，使鎖定結構位于鎖定位置，將第一分離體和第二分離體鎖定；

27、若下面級和上面級需要分離時，將級間分離系統的加速度從第一加速度切換至第二加速度，切換結構基于保持第一加速度的慣性與鎖定結構配合，使鎖定結構位于解鎖位置，將第一分離體和第二分離體解鎖。

28、第三個方面，本技術實施例提供了一種飛行器，包括上述的級間分離系統。

29、本技術實施例提供的技術方案帶來的有益技術效果包括：

30、當需要將第一分離體和第二分離體鎖定連接在一起時，把部分第一分離體放置在第二容納腔內，并使鎖定結構與凹槽對應，通過切換結構與鎖定結構配合，使鎖定結構進入凹槽內，從而將第一分離體和第二分離體鎖定連接起來。當需要將鎖定連接在一起的第一分離體和第二分離體解鎖分離時，調整切換結構在第一容納腔內的位置，通過切換結構與鎖定結構配合，使得鎖定結構能夠從凹槽內脫出，從而將第一分離體和第二分離體解鎖，第一分離體和第二分離體之間不再有鎖定力，能夠在外力的作用下相互遠離，實現分離目的。

31、本技術實施例中，若第一分離體和第二分離體不需要分離時，使分離裝置在第一加速度下運動，由于切換結構在第一容納腔內可活動地設置，因此，在第一加速度下切換結構處于超重（或過載）狀態(tài)，此時，切換結構基于第一加速度與鎖定結構配合，使鎖定結構位于鎖定位置，第一分離體和第二分離體鎖定連接在一起，第一分離體和第二分離體處于鎖定連接狀態(tài)。

32、若第一分離體和第二分離體需要分離時，將分離裝置的加速度從第一加速度切換至小于第一加速度的第二加速度，在切換過程中，切換結構具有保持原來的第一加速度的慣性。由于分離裝置沿第一分離體指向第二分離體的方向運動，因此，當加速度切換至第二加速度時，第一分離體和第二分離體均在第二加速度下運動，此時，在保持原來第一加速度的慣性力的作用下，切換結構在第一容納腔內發(fā)生沿第一分離體指向第二分離體方向的相對運動，使得切換結構與鎖定結構配合的位置發(fā)生變化，切換結構基于保持第一加速度的慣性與鎖定結構配合，鎖定結構切換至解鎖位置，從而使第一分離體和第二分離體切換至解鎖可分離狀態(tài)。

33、本技術實施例中，分離裝置依靠運動中的過載或者運動中機動帶來的慣性力，來調整切換結構在第一容納腔內的位置，實現對鎖定結構在鎖定位置和解鎖位置之間的切換，從而控制第一分離體和第二分離體所處的狀態(tài)（鎖定連接狀態(tài)或解鎖可分離狀態(tài)），鎖定結構位于解鎖位置，第一分離體和第二分離體之間不再有鎖定力，能夠在外力的作用下相互遠離，使第一分離體和第二分離體解鎖，實現分離目的。

34、本技術實施例中，分離裝置依靠運動中的過載或者運動中機動帶來的慣性力，來調整切換結構在第一容納腔內的位置，實現對鎖定結構在鎖定位置和解鎖位置之間的切換，從而控制第一分離體和第二分離體所處的狀態(tài)?？梢栽诓徊捎没鸸て?，不含炸藥，不需要外部指令，不需要設置任何電氣接口的情況下，通過對分離裝置自身結構的設計，利用加速度變化（從第一加速度變化至小于第一加速度的第二加速度）的特性作為本技術實施例中第一分離體和第二分離體被動分離的觸發(fā)機制，在達到一定條件時即可實現自動觸發(fā)分離。

35、本技術實施例的分離裝置可以做到在沒有火工品的情況下提高第一分離體和第二分離體連接剛度，而且完全不依賴任何外部控制，既能滿足機動或控制需求，又能避免采用火工品帶來的問題。

36、本技術附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過本技術的實踐了解到。