中国是一个航运大国,航运业为我国经济发展做出了巨大贡献。当船只在海上遇险时,由救援船-救助飞机组成的海上立体救助系统会进行及时搜救。在遭遇恶劣海况时,救助直升机无法在救援船上停泊,需要悬停加油以补充油料,保证救助的及时性。直升机悬停加油系统中,紧急脱离装置是控制输油管路在紧急状况下自动断开的重要结构。本课题设计了拉断力为1700N～2000N的紧急脱离装置。主要研究内容如下:1.设计了两种紧急脱离装置:卡爪式紧急脱离装置和卡塞式紧急脱离装置,分别对两种紧急脱离结构进行受力分析,得出影响脱离过程拉断力的计算公式,并通过正交试验和仿真获得符合设计拉断力的结构参数。2.加工了紧急脱离结构的样机,对紧急脱离结构进行拉伸实验,通过实验得到适用于不同拉断力的各参数,卡爪式紧急脱离结构符合要求拉断力的较优参数为卡爪接触角15°、弹簧刚度77 N·mm/°、预紧角度8°,卡爪接触角25°、弹簧刚度119 N·mm/°、预紧角度8°,卡爪接触角35°、弹簧刚度153 N.mm/°、预紧角度8°;卡塞式紧急脱离结构的较优参数为刚度k为45 N/mm、初始长度为12 mm的压缩弹簧,高度h为10 mm的卡塞,卡塞接触角β为55°的卡塞压紧罩。3.进行了通水实验,测试两种紧急脱离装置的通流能力、密封能力、压力损失和模拟脱离过程中的拉断力及泄漏程度,实验结果表明两种紧急脱离装置均有在额定工况下的通流能力和密封能力,具有断开后自动封闭两端管路的能力;得到直升机加油工作状态下紧急脱离装置的压力损失,以在加油压力上对其进行补偿;实验结果表明通水拉伸实验中紧急脱离装置的拉断力在设计要求的范围内,脱离完成后泄漏流量为0,脱离过程中的液体累积泄漏量在200 mL以下,认为实际应用中泄漏量应更少。