[发明专利]一种负压弹盖拉伞的试验装置和试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种弹盖拉伞的试验装置和试验方法，特别是一种负压弹盖拉伞的试验装置和试验方法，属于航天器地面试验领域。

背景技术

返回器从绕地轨道返回地球的过程中，以较高的速度下降，返回器与空气相互作用，在返回器周围形成了较高的气动压力。返回器上的回收系统通过弹射伞舱盖的方式，拉出降落伞装置，为返回器减速，从而保障返回器的安全着陆。而返回器周围的气动压力从外向内作用在伞舱盖上，一定程度上削弱了弹射器弹射伞舱盖的效果，因此必须要验证在负压状态下伞舱盖能否正常弹射分离，弹射速度是否满足要求且减速伞组件中减速伞和能否正常分离。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种负压弹盖拉伞的试验装置和试验方法，实现了返回器再入地球大气伞舱内外压力环境的模拟，优点是参试产品在静止状态进行下，负压控制精确可调节，能够获取精确的伞舱盖弹射速度，试验方法经济，易于实现。

本发明的技术解决方案是：一种负压弹盖拉伞地面试验装置，其特征在于包括：支架、伞舱工装、弹射器、减速伞组件、伞舱盖和火工控制装置；

伞舱工装固定安装在支架上，减速伞组件由伞舱盖密封在伞舱工装内；

弹射器分别与在伞舱工装和伞舱盖固定连接；

火工控制装置与弹射器上的点火器连接，用于引爆弹射器；

伞舱工装为上端开口的圆筒状结构，伞舱工装的侧壁开有与抽真空设备相连接的抽真空连接口，伞舱工装底部内壁上有减速伞连接座。

所述支架为三角支架。

所述减速伞组件包括减速伞、舱盖伞和减速伞包。

所述弹射器的数量为4，其中位于上部的两个弹射器与伞舱工装横截面圆心连线的夹角为80°，位于下部的两个弹射器与伞舱工装横截面圆心连线的夹角为135°，所述伞舱工装横截面位于弹射器的安装平面内。

所述伞舱工装上端面和下端面均带外沿，伞舱工装通过上端面的外沿与弹射器连接，并通过下端面的外沿与支架连接。

所述弹射器包括内筒、外筒、滑杆、活塞、主装药和点火器，

内筒和外筒均为中空圆筒结构，内筒套装在外筒的顶部，且内筒的外径小于外筒的内径，外筒固定安装在伞舱工装上，内筒与伞舱盖固定连接；

点火器固定安装在弹射器的底部，且突出外筒的侧壁，主装药、活塞和滑杆安装在内筒和外筒组成的中空结构中，

火工控制装置通过引爆点火器点燃主装药，主装药燃烧产生燃气膨胀做功，推动活塞及滑杆同时克服负载力向上运动，完成弹射器的解锁，当活塞运动离开外筒，弹射器工作结束。

一种负压弹盖拉伞地面试验方法，其特征在于步骤如下：

(1)将负压弹盖拉伞地面试验装置固定安装在弹射平台上；

(2)连接真空泵，对负压弹盖拉伞地面试验装置进行抽气，并实时监测负压弹盖拉伞地面试验装置中伞舱工装内的气压，使得伞舱工装内的气压达到试验要求；

(3)将火工控制装置与外部电源连接，通过火工控制装置引爆弹射器，弹出伞舱盖，从而拉出减速伞组件；火工控制装置引爆弹射器的同时，给高速摄像测量装置发送无线触发信号，高速摄像测量装置记录试验图像；

(4)利用步骤(3)获得的试验图像计算出伞舱盖的弹射速度，并观测减速伞组件中的减速伞和舱盖伞是否分离，若伞舱盖的弹射速度满足预设要求且减速伞和舱盖伞分离，则负压弹盖拉伞地面试验成功，否则，试验失败。

所述步骤(4)中利用步骤(3)获得的试验图像计算出伞舱盖的弹射速度，具体为：

利用步骤(3)获得的弹射器工作前后瞬时的试验图像，计算出图像中伞舱盖的位移除以试验图像间隔时间，即为伞舱盖的弹射速度。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本发明采用专用支架及伞舱工装替代返回器结构，通过支架的角度模拟伞舱相对于返回器的安装角度，伞舱工装模拟伞舱的容积，该方式具有结构简单，移动、安装方便快捷的优点；

(2)本发明采用密封结构的伞舱工装及真空泵，对伞舱内部进行抽真空，实现了伞舱内空气压力低于外界空气压力，模拟了返回器真实工作时的负压工作条件，具有压力控制精确，可调节的优点；

(3)本发明采用火工控制器进行试验点火等指令的控制，实现了弹射器点火与测量的同步触发，具有控制时间点统一，控制可靠等优点；

(4)本发明采用高速摄像进行试验测量，同时实现了伞舱盖弹射过程图像的记录和伞舱盖分离速度的测量，拍摄图像及测量数据能够一一对应，有助于试验比对分析。

附图说明