[发明专利]一种深空探测器安全分离试验装置和试验方法

说明书

本发明提供一种深空探测器安全分离试验装置和试验方法，该试验装置中的低摩擦滑轮A设置在塔架上，低摩擦滑轮B通过支架固定在地面上；高拉伸刚度钢丝绳一端连接测力传感器A与吊具，并依次绕过低摩擦滑轮A、低摩擦滑轮B，另一端连接弹性绳、测力传感器B和加载设备；弹性绳应选取低拉伸刚度的线性弹性元件；缓冲器一端固定在支架上，另一端连接弹性绳，缓冲器采用线性弹性元件；所述的加载设备提供轴向加载力，并具有锁定止逆功能；保护绳连接在分离体A上，用于防止分离体A分离后由于意外与塔架碰撞或者回落。本发明还提供了利用上述深空探测器安全分离试验装置的试验方法。

技术领域

本发明涉及深空探测航天器的试验技术领域，具体涉及一种航天器分离试验装置和分离试验方法，该试验方法较其他现有分离试验方法更加安全。

背景技术

为了完成复杂的深空探测任务，航天器需要由多个舱段或飞行器组成，当一个组成体需要完成特定任务或者其任务完成需要抛弃时，就需要进行分离。

航天器分离系统设计时一方面需要进行数学建模，开展运动学和动力学的理论计算和仿真分析，一方面仍然需要进行地面的分离试验，验证接口和分离参数设计的合理正确，原因在于理论计算和仿真分析的数学模型建立复杂，计算边界条件难以准确给出。

现有的航天器分离试验方案主要有自由落体空中分离法、一分离体固定一分离体自由落体法、摆式分离试验法(以上三种方法详见GJB2205A-2011)和吊挂配重法。以上试验方法都需要对分离体进行保护，其中空中分离和自由落体法都需要防止舱体在下落过程受到较大冲击而损坏；摆式分离法需要防止分离体回摆而发生撞击；吊挂配重法需要防止配重突然停止运动后，飞行器受到较大扰动而与其他设备发生碰撞，也要防止配重及缓冲设备选取不合适而发生配重回弹。

目前深空探测航天器产品价格昂贵，为减少分离试验对产品带来的安全风险因素，本发明提出了一种安全分离装置和试验方法，可以使分离体在分离运动过程中缓慢减速，以减小分离体停止运动时受到的冲击和剧烈扰动的影响，适合于深空探测器在初样和正样阶段进行分离试验。

发明内容

为了解决现有航天器分离试验的安全性问题，本发明提出了一种安全分离装置和试验方法，可以使分离体在分离运动过程中缓慢减速，以消除冲击和较大扰动的影响，达到保护产品的目的。

为解决上述技术问题，本发明提出的解决技术方案为：一种安全分离装置，包括塔架、低摩擦滑轮A、低摩擦滑轮B、吊具、高拉伸刚度钢丝绳、弹性绳、缓冲器、测力传感器A、测力传感器B、加载设备和保护绳；

所述的低摩擦滑轮A设置在塔架上，低摩擦滑轮B通过支架固定在地面上；所述的高拉伸刚度钢丝绳一端连接测力传感器A与吊具，并依次绕过低摩擦滑轮A、低摩擦滑轮B，另一端连接弹性绳、测力传感器B和加载设备；所述的弹性绳应选取低拉伸刚度的线性弹性元件；所述的缓冲器一端固定在支架上，另一端连接弹性绳，缓冲器采用线性弹性元件；所述的加载设备提供轴向加载力，并具有锁定止逆功能；所述的保护绳连接在分离体A上，用于防止分离体A分离后由于意外与塔架碰撞或者回落。

本发明的另一技术方案在于：一种采用安全分离试验装置进行分离试验方法，包括以下步骤：

1)测量分离体A、分离体B的质量和质心；

2)搭建塔架，在塔架上安装低摩擦滑轮A，在地面上通过支架安装低摩擦滑轮B，使低摩擦滑轮A和低摩擦滑轮B在一条直线上；

3)将吊具、测力传感器A、高拉伸刚度钢丝绳、弹性绳、测力传感器B依次串行安装，并使其通过低摩擦滑轮A、低摩擦滑轮B；

4)将测力传感器B与加载设备连接但不施加载荷；

5)将分离体A放置于塔架低摩擦滑轮正下方，并将吊具与分离体上的吊点连接，通过调节吊具上的可调节装置，使吊具中心通过分离体A的质心纵轴线，且受力均匀；