[发明专利]一种固液动力探空火箭的控制系统

说明书

技术领域

本发明属于控制系统领域，具体涉及一种固液动力探空火箭的控制系统。

背景技术

固液动力探空火箭是一种新型的、采用固液火箭发动机作为动力装置的、具有推力可调、可重复启动等特点的飞行器。为使固液火箭发动机工作于最佳配比状态，并对影响、反应液体推进剂流量的箭载装置状态监控、采集和记录，并结合地面测试发射控制部分，实现发射前的各种状态监测、点火发射、解除发射等任务。这些都是固液动力探空火箭发展研究的重要方面。

现有的飞行器或发动机的测试、发射、装置多是用于以液体或固体为动力的飞行器或发动机，专门用于以固液为动力的探空火箭的测发控系统极为稀少。在文献导弹与航天运载技术-2004-1（34）《载人航天运载火箭地面测试发射控制系统》中虽然介绍了一种测试发射控制系统，但其结构复杂，体积大，不易移动，不能适应野外机动发射的条件。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提出一种固液动力探空火箭的控制系统。本发明考虑到固液动力探空火箭的特点，提出一种能够在火箭发射前实现对箭上设备进行测试、远程安全可靠点火、按时序开启相关阀门，并对反应固液发动机工作性能、液体推进剂流量的装置进行实时地状态监控、采集和记录的控制系统。这种控制系统将对固液动力探空火箭的进一步研制、改进、发展具有重要意义。

一种固液动力探空火箭的控制系统，包括地面测试发射控制部分A和箭载控制部分B；

地面测试发射控制部分A包括地面测控计算机、远程手动控制盒和地面操控箱；其中，地面操控箱放置于发射架附近，远程手动控制盒和地面测控计算机位于安全距离以外，对固液动力探空火箭进行远程监控；

远程手动控制盒包括电源开关、程序使能开关、模式选择开关、箭载控制部分强制紧急断电开关、启动阀门输出紧急断电开关、点火器输出紧急断电开关、高压排气阀开关、贮箱预增压阀开关、贮箱泄压阀开关以及贮箱液体泄放阀开关和远程手动控制盒输出接口；

电源开关为远程手动控制盒的电源开关，还远程控制地面操控箱5供电；程序使能开关用于开启地面操控箱内的PLC控制程序运行；模式选择开关用于启动地面测控计算机与地面操控性之间通讯；箭载控制部分强制紧急断电开关用于切断箭载控制部分B的供电；阀门输出紧急断电开关用于切断启动阀门的供电；点火器输出紧急断电开关用于切断点火器的供电电源；高压排气阀开关、贮箱预增压阀开关、贮箱泄压阀开关以及贮箱液体泄放阀开关分别对高压排气阀、贮箱预增压阀、贮箱泄压阀、贮箱液体泄放阀的状态进行控制；输出接口与地面操控箱的远程手动控制盒接口相连，实现远程手动控制盒与地面操控箱间的通讯，并且地面操控箱电源开关通过远程手动控制盒的电源开关控制；

地面操控箱控制面板上电压表包括逻辑电源电压表、启动阀门电源电压表、点火器电源电压表、启动阀门输出接口电压表、点火器输出接口电压表、高压排气通路电压表、贮箱预增压通路电压表、贮箱泄压通路电压表、贮箱液体泄放通路电压表；上述电压表分别用于显示地面操控箱内电源电压、启动阀门电源电压、点火器电源电压、启动阀门输出接口电压、点火器输出接口电压、高压排气阀控制的排气通路电压、贮箱预增压阀控制的通路电压、贮箱泄压阀控制的通路电压和贮箱液体泄放阀控制的通路电压；

地面操控箱控制面板上的开关量包括地面操控箱电源开关、逻辑电源开关、远程手动控制盒电源开关、点火器电源开关、启动阀门电源开关、点火器输出短路开关、启动阀门输出短路开关、高压排气阀短路开关、贮箱预增压阀短路开关、贮箱泄压阀短路开关、贮箱液体泄放阀短路开关，上述开关量分别用来实现对地面操控箱供电、逻辑电源、远程手动控制盒、点火器电源、启动阀门电源、点火器、启动阀门、高压排气阀、贮箱预增压阀、贮箱泄压阀、贮箱液体泄放阀的控制；

地面操控箱控制面板上的状态指示量包括地面供电信号灯、转电信号灯、复位信号灯；当固液动力探空火箭的控制系统由地面交流220V供电时，地面供电信号灯亮；当地面测控计算机给出“转电控制信号”时，地面供电信号灯亮；当地面测控计算机给出“复位与紧急断电控制信号”时，复位信号灯亮；当固液动力探空火箭进入发射准备状态时，切断地面交流220V供电电源，则地面供电信号灯灭；

地面操控箱上的对外接口包括通讯口、地面操控箱与远程手动控制盒接口、综合输出接口、箭载部分控制接口、点火器输出接口、启动阀门输出接口、交流电源接口；