一种级间分离飞行控制系统时统装置制造方法及图纸

一种级间分离飞行控制系统时统装置，用于在飞行器与运载火箭级间分离过程中，向飞行器提供时统标志，供飞行器确定自主飞行的起控时间。本装置包括分离连接器插头端、分离连接器插座端、火箭飞控计算机、飞行器飞控计算机、分离螺栓、解锁电缆、第一短路环、第二短路环、分离连接器拉绳以及起爆电缆。火箭与飞行器通过分离螺栓机械连接，火箭飞控计算机通过分离连接器与飞行器飞控计算机通信，提供主要时统标志。火箭飞控计算机通过起爆电缆驱动分离螺栓断开，使火箭与飞行器机械分离。

A time integration device for flight control system with stage separation

【技术实现步骤摘要】
一种级间分离飞行控制系统时统装置
本
技术实现思路
涉及一种级间分离飞行控制系统时统装置。
技术介绍
在飞行器与运载火箭组合体的飞行过程中，当满足级间分离条件时，一般由火箭发起级间分离流程，飞行器检测分离流程的时序，确定起控时间，并在规定的时间范围内起控。飞行器起控的时间关系到任务执行的成败，若提前起控，飞行器控制舵面未脱离火箭流场的干扰区，存在舵效反向的风险，将导致飞行器姿态失稳；若飞行器延后起控，存在较长的无控自由运动时间，同样引起姿态失稳。级间分离飞行控制系统时统装置，保证火箭飞控计算机与飞行器飞控计算机进行可靠的时统，确定级间分离后飞行器起控的时间。常规的时统装置通过火箭飞控计算机的开关量输出驱动飞行器的开关量输入进行时统，仅能提供单一的时统标志，容错率较低；涉及2台飞控计算机接口电路的匹配，可能存在驱动电平和基准地不一致的问题；在火箭飞行过程中，振动可能导致分离连接器插头端与插座端插接的开关量时统芯线瞬断，产生错误的时统标志；分离连接器插头端与插座端采用单一的电磁解锁分离或机械解锁分离，分离可靠性较低。
技术实现思路
本技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种级间分离飞行控制系统时统装置，提供2种不同的时统标志进行冗余，替代火箭飞控计算机开关量输出驱动飞行器飞控计算机开关量输入的时统标志，消除由于分离连接器插头端与插座端开关量芯线瞬断产生的错误时统标志，提高分离连接器插头端与插座段解锁分离的可靠性。本技术的技术解决方案是：一种级间分离飞行控制系统时统装置，包括：分离连接器插头端、分离连接器插座端、火箭飞控计算机、飞行器飞控计算机、分离螺栓、解锁电缆、第一短路环、第二短路环、分离连接器拉绳以及起爆电缆；分离连接器插头端中设置有电磁解锁装置和解锁拉杆；火箭与飞行器之间通过分离螺栓连接在一起，火箭飞控计算机通过起爆电缆与分离螺栓连接，火箭飞控计算机与飞行器飞控计算机之间的通信通过插接在一起的分离连接器插头端与分离连接器插座端实现；火箭飞控计算机通过解锁电缆连接分离连接器插头端中设置的电磁解锁装置，驱动解锁拉杆进行分离连接器插头端和分离连接器插座端之间的分离解锁；分离连接器拉绳的一端固定在火箭箭体上，另一端固定在解锁拉杆上；飞行器飞控计算机中包括短路环供电电路和短路环采集电路，第一短路环和第二短路环均从短路环供电电路引出，穿过分离连接器插座端后进入分离连接器插头端，且在分离连接器插头端折返，再次穿过分离连接器插座端之后连入短路环采集电路。当电磁解锁装置有效时，在分离螺栓起爆之前，通过电磁解锁装置驱动解锁拉杆实现分离连接器插头端和分离连接器插座端之间的分离解锁。当电磁解锁装置失效时，在分离螺栓起爆之后，火箭和飞行器之间产生相对位移，通过分离连接器拉绳驱动解锁拉杆实现分离连接器插头端和分离连接器插座端之间的分离解锁。分离连接器插头端和分离连接器插座端分离后，第一短路环和第二短路环被拉断，短路环采集电路和短路环供电电路之间由导通状态变为开路状态。电磁解锁装置为电磁铁，通过解锁电缆通电后，电磁铁产生磁力拉动解锁拉杆。第一短路环和第二短路环互为冗余。短路环供电电路包括一次电源和限流电路，一次电源为第一短路环和第二短路环供电，一次电源和第一短路环之间设置有限流电路，一次电源和第二短路环之间也设置有限流电路。短路环采集电路包括电阻R1～R6、电容C1、C2和光耦隔离芯片G1，电路采集端为IN1与IN2，输出端为OUT1与OUT2；第一短路环从第一采集端IN1通过电阻R1连接到光耦隔离芯片G1的第一光耦隔离输入正端；光耦隔离芯片G1的第一光耦隔离输入正端和负端之间跨接电容C1，同时第一光耦隔离输入负端通过电阻R2与一次电源地连接，第一光耦隔离输出负端通过电阻R3连接第一输出端OUT1；第二短路环从第二采集端IN2通过电阻R4连接到光耦隔离芯片G1的第二光耦隔离输入正端；光耦隔离芯片G1的第二光耦隔离输入正端和负端之间跨接电容C2，同时第二光耦隔离输入负端通过电阻R5与一次电源地连接，第二光耦隔离输出负端通过电阻R6连接OUT2端；光耦隔离芯片G1的第一光耦隔离输出正端和第二光耦隔离输出正端与二次电源3.3V+连接。本
技术实现思路
的有益效果是：(1)此装置为飞行器飞控计算机提供2种级间分离时统标志，分别为飞控计算机串口通信时统标志与分离连接器短路环断开状态检测时统标志，互为冗余。(2)短路环的断开状态采用飞行器飞控计算机的开关量输出与开关量输入自闭环检测，接口电路使用飞行器飞控计算机一次电源作为基准电源，保证了电路良好的兼容性。(3)短路环使用连续导线穿过分离连接器的插座端与插头端，避免了在飞行振动过程中插座端与插头端插接的芯线瞬断，产生错误的时统标志。(4)分离连接器插头端与插座段解锁分离采用电磁分离与机械分离冗余的方式，提高解锁分离的可靠性。附图说明图1为本技术一种级间分离飞行控制系统时统装置示意图；图2短路环采集电路原理图。具体实施方式如图1所示，本技术提出了一种级间分离飞行控制系统时统装置，包括：分离连接器插头端1、分离连接器插座端2、火箭飞控计算机3、飞行器飞控计算机4、分离螺栓5、解锁电缆8、第一短路环9、第二短路环10、分离连接器拉绳11以及起爆电缆12；分离连接器插头端1中设置有电磁解锁装置和解锁拉杆。火箭与飞行器之间通过分离螺栓5连接在一起，火箭飞控计算机3通过起爆电缆12与分离螺栓5连接，可驱动分离螺栓5起爆。当分离螺栓5起爆后，火箭与飞行器机械分离，火箭坠落，飞行器进入自由运动状态，并在规定的时间范围内起控。将分离连接器插头端1中设置的解锁拉杆外拉，分离连接器插头端1与分离连接器插座端2由插接状态变为分离状态。解锁拉杆可在分离连接器插头端1中设置的电磁解锁装置的磁力作用下外拉，也可通过施加在解锁拉杆的外拉力作用下外拉。火箭飞控计算机3通过解锁电缆8连接电磁解锁装置。分离连接器拉绳11的一端固定在火箭箭体上，另一端固定在解锁拉杆上：当电磁解锁装置有效时，在分离螺栓5起爆之前，火箭飞控计算机3通过电磁解锁装置驱动解锁拉杆外拉，实现分离连接器插头端1和分离连接器插座端2之间的解锁分离；当电磁解锁装置失效时，在分离螺栓5起爆之后，火箭和飞行器之间产生相对位移，通过分离连接器拉绳11驱动解锁拉杆外拉，实现分离连接器插头端1和分离连接器插座端2之间的解锁分离；此种方式能够保证分离连接器插头端1与分离连接器插座端2具有冗余的分离方式，避免在电磁解锁装置或拉绳单独出现故障时，分离连接器无法分离。本装置可向飞行器提供2种冗余的时统标志，使飞行器可靠的确定起控时间：火箭飞控计算机3与飞行器飞控计算机4之间的通信通过插接在一起的分离连接器插头端1与分离连接器插座端2实现，在分离时作为主要时统标志；在分离连接器插头本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种级间分离飞行控制系统时统装置，其特征在于包括：分离连接器插头端(1)、分离连接器插座端(2)、火箭飞控计算机(3)、飞行器飞控计算机(4)、分离螺栓(5)、解锁电缆(8)、第一短路环(9)、第二短路环(10)、分离连接器拉绳(11)以及起爆电缆(12)；分离连接器插头端(1)中设置有电磁解锁装置和解锁拉杆；/n火箭与飞行器之间通过分离螺栓(5)连接在一起，火箭飞控计算机(3)通过起爆电缆(12)与分离螺栓(5)连接，火箭飞控计算机(3)与飞行器飞控计算机(4)之间的通信通过插接在一起的分离连接器插头端(1)与分离连接器插座端(2)实现；火箭飞控计算机(3)通过解锁电缆(8)连接分离连接器插头端(1)中设置的电磁解锁装置，驱动解锁拉杆进行分离连接器插头端(1)和分离连接器插座端(2)之间的分离解锁；分离连接器拉绳(11)的一端固定在火箭箭体上，另一端固定在解锁拉杆上；/n飞行器飞控计算机(4)中包括短路环供电电路和短路环采集电路，第一短路环(9)和第二短路环(10)均从短路环供电电路引出，穿过分离连接器插座端(2)后进入分离连接器插头端(1)，且在分离连接器插头端(1)折返，再次穿过分离连接器插座端(2)之后连入短路环采集电路。/n...

【技术特征摘要】
1.一种级间分离飞行控制系统时统装置，其特征在于包括：分离连接器插头端(1)、分离连接器插座端(2)、火箭飞控计算机(3)、飞行器飞控计算机(4)、分离螺栓(5)、解锁电缆(8)、第一短路环(9)、第二短路环(10)、分离连接器拉绳(11)以及起爆电缆(12)；分离连接器插头端(1)中设置有电磁解锁装置和解锁拉杆；
火箭与飞行器之间通过分离螺栓(5)连接在一起，火箭飞控计算机(3)通过起爆电缆(12)与分离螺栓(5)连接，火箭飞控计算机(3)与飞行器飞控计算机(4)之间的通信通过插接在一起的分离连接器插头端(1)与分离连接器插座端(2)实现；火箭飞控计算机(3)通过解锁电缆(8)连接分离连接器插头端(1)中设置的电磁解锁装置，驱动解锁拉杆进行分离连接器插头端(1)和分离连接器插座端(2)之间的分离解锁；分离连接器拉绳(11)的一端固定在火箭箭体上，另一端固定在解锁拉杆上；
飞行器飞控计算机(4)中包括短路环供电电路和短路环采集电路，第一短路环(9)和第二短路环(10)均从短路环供电电路引出，穿过分离连接器插座端(2)后进入分离连接器插头端(1)，且在分离连接器插头端(1)折返，再次穿过分离连接器插座端(2)之后连入短路环采集电路。


2.根据权利要求1所述的一种级间分离飞行控制系统时统装置，其特征在于：当电磁解锁装置有效时，在分离螺栓(5)起爆之前，通过电磁解锁装置驱动解锁拉杆实现分离连接器插头端(1)和分离连接器插座端(2)之间的分离解锁。


3.根据权利要求1所述的一种级间分离飞行控制系统时统装置，其特征在于：当电磁解锁装置失效时，在分离螺栓(5)起爆之后，火箭和飞行器之间产生相对位移，通过分离连接器拉绳(11)驱动解锁拉杆实现分离连接器插头端(1)和分离连接器插座端(2)之间的分离解锁。


4.根据权利要求1所述的一种级间分离...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹凯，刘哲，周月荣，王长峰，潘宏椂，关发明，罗小云，
申请(专利权)人：中国航天空气动力技术研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11