CN110002015B - 一种运载火箭0秒脱落常温推进剂加泄连接器及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种运载火箭0秒脱落常温推进剂加泄连接器及方法。其中，本发明提供的一种运载火箭0秒脱落常温推进剂加泄连接器，包括连接器地面部分、连接器箭上部分、第一滑轮组、第二滑轮组、第三滑轮组、回收绳索、牵制绳索、配重、气缸、球锁。所述的连接器箭上部分安装在运载火箭推进剂贮箱上，所述的第二滑轮组、气缸安装在发射塔架上，所述的连接器地面部分与连接器箭上部分通过球锁连接，所述的配重通过第二滑轮组、回收绳索与连接器地面部分连接，所述的气缸通过第三滑轮组、牵制绳索、第一滑轮组与球锁连接。本发明可实现运载火箭0秒点火起飞后地面常温推进剂加注管路与箭上推进剂贮箱之间的连接器可靠脱落。

Description

一种运载火箭0秒脱落常温推进剂加泄连接器及方法

技术领域

本发明涉及一种地面常温推进剂加注管路与箭上推进剂贮箱之间的连接器，特别是涉及一种运载火箭0秒点火起飞后再可靠脱落的常温推进剂加泄连接器。

背景技术

随着运载火箭技术的发展，为提升操作人员的安全性，在启动推进剂加注后，发射阵地即进入无人值守状态，直至火箭点火起飞成功，或火箭出现故障、推进剂泄出完成后才允许人员进入发射阵地进行排故操作，地面加注管路与箭上推进剂贮箱之间的连接器无人值守技术成为关键技术之一，而0秒脱落连接器为实现该关键技术的主要途径之一，即：完成贮箱推进剂加注后，连接器继续保持与箭体的对接，直至火箭0秒点火成功后再实现分离脱落。

目前，国内现役运载火箭还未有0秒脱落加泄连接器产品出现，国内最新的某型运载火箭仅实现了氢紧急排气连接器的0秒脱落，而推进剂加泄连接器均为0秒点火前进行脱落。

0秒脱落加泄连接器的主要难点在于起飞工况下连接器可靠解锁脱落冗余设计、连接器脱落后防护，本发明有效的解决了以上的问题。

发明内容

为实现地面加注管路与箭上推进剂贮箱之间的连接器无人值守技术，本发明提供了一种运载火箭0秒脱落常温推进剂加泄连接器及方法。

一种运载火箭0秒脱落常温推进剂加泄连接器，包括连接器地面部分、连接器箭上部分、第一滑轮组、第二滑轮组、第三滑轮组、回收绳索、牵制绳索、配重、地面气缸、球锁。所述的连接器箭上部分安装在运载火箭推进剂贮箱上，所述的第二滑轮组、地面气缸安装在发射塔架上，所述的球锁通过螺栓安装固定在连接器地面部分上，所述的连接器地面部分与连接器箭上部分通过球锁连接，所述的配重通过第二滑轮组、回收绳索与连接器地面部分连接，所述的地面气缸通过第三滑轮组、牵制绳索、第一滑轮组与球锁连接。

进一步，所述的球锁机构包括供气嘴、解锁杆、锁紧套筒、球锁安装座、钢球、衬套、拉断销。所述的供气嘴与解锁杆螺纹连接，所述的解锁杆与锁紧套筒通过三处径向密封滑动配合，所述的锁紧套筒与球锁安装座通过两处径向密封滑动配合，所述的钢球安置在锁紧套筒孔中，锁紧套筒通过钢球与衬套连接，所述的拉断销与衬套螺纹连接，所述的拉断销端面靠在连接器箭上部分端面上。

本发明的另一技术方案在于，采用本发明提供的一种运载火箭0秒脱落常温推进剂加泄连接器的脱落方法，包括以下步骤：

步骤一(主动供气解锁脱落)：火箭0秒点火起飞后，给球锁上供气嘴供压缩气体，压缩气体经解锁杆上大气孔进入锁紧套筒腔内从而推动解锁杆向后运动，钢球缩回锁紧套筒孔中实现解锁，解锁杆运动到位后，解锁杆上小气孔与锁紧套筒上小气孔对齐，压缩气体进入安装座腔内，推动锁紧套筒向后运动脱离衬套，从而实现连接器地面部分与连接器箭上部分之间解除约束，连接器地面部分在自身重力与配重、第二滑轮组、回收绳索的作用下从连接器箭上部分分离脱落，并回收到发射塔架一侧；

步骤二(强制供气解锁脱落)：当步骤一失败后，给地面气缸供压缩气体，推动地面气缸活塞杆向后运动，从而顺序拉动第三滑轮组、牵制绳索、第一滑轮组、供气嘴、解锁杆、钢球、锁紧套筒运动，从而实现连接器地面部分与连接器箭上部分之间解除约束，连接器地面部分后续分离脱落回收过程同步骤一。

步骤三(起飞牵制解锁脱落)：当步骤一、二均失败后，火箭继续起飞，逐步拉紧牵制绳(此时地面气缸活塞杆在伸出的极限位置)，从而顺序拉动第三滑轮组、牵制绳索、第一滑轮组、供气嘴、解锁杆、钢球、锁紧套筒运动，从而实现连接器地面部分与连接器箭上部分之间解除约束，连接器地面部分后续分离脱落回收过程同步骤一；

步骤四(起飞牵制破坏脱落)：当解锁杆、锁紧套筒完全卡死，步骤一、二、三均失败，此时火箭进一步起飞，牵制绳提供的力一部分通过第三滑轮组、供气嘴、解锁杆、锁紧套筒、钢球、衬套依次传递至拉断销上，另一部分力通过连接器地面部分、安装座、锁紧套筒、钢球、衬套依次传递至拉断销上，拉断销在两部分合力的作用下破断，从而解除连接器地面部分与连接器箭上部分之间的约束，连接器地面部分后续分离脱落回收过程同步骤一。

优选地，步骤一和步骤二可同时进行，互不干涉。

本发明的有益效果包括：

所述的连接器设置了主动供气解锁脱落、强制供气解锁脱落、起飞牵制解锁脱落、起飞牵制破坏脱落共四道解锁脱落冗余措施，各项措施之间互不干涉，只要有一项发生作用就能保证连接器顺利脱落，确保了火箭起飞安全；

所述的连接器设置了配重回收机构，确保对接状态连接器对箭体摆动随动时载荷力的恒定，同时又可实现连接器脱落后回收至发射塔架一侧，避免连接器脱落后摆动对箭体造成危险，并减少燃气流对连接器的影响。配重采取滑轮组设计，有效降低了配重下落的高度，降低了发射塔架建设要求。

所述的连接器在起飞牵制破坏脱落时，通过第一滑轮组及连接器地面部分力臂的组合放大作用下，极大的降低了牵制绳所需提供的破断力，从而有效减少了牵制力对火箭飞行姿态的影响。

附图说明

图1为本发明所述运载火箭0秒脱落常温推进剂加泄连接器主视图。

图2为本发明所述运载火箭0秒脱落常温推进剂加泄连接器球锁部位局部视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。

参考图1，本发明提供的运载火箭0秒脱落常温推进剂加泄连接器，包括连接器地面部分1、连接器箭上部分2、第一滑轮组3、第二滑轮组4、第三滑轮组5、回收绳索6、牵制绳索7、配重8、地面气缸9、球锁11。所述的连接器箭上部分2安装在运载火箭推进剂贮箱上，所述的第二滑轮组4、地面气缸9安装在发射塔架上，所述的球锁11通过螺栓安装固定在连接器地面部分1上，所述的连接器地面部分1与连接器箭上部分2通过球锁11连接，所述的配重8通过第二滑轮组4、回收绳索6与连接器地面部分1连接，所述的地面气缸9通过第三滑轮组5、牵制绳索7、第一滑轮组3与球锁11连接。

参考图1、图2，所述的球锁机构包括供气嘴111、解锁杆113、锁紧套筒113、球锁安装座114、钢球115、衬套116、拉断销117。所述的供气嘴111与解锁杆112螺纹连接，所述的解锁杆113与锁紧套筒113通过三处径向密封滑动配合，所述的锁紧套筒113与球锁安装座114通过两处径向密封滑动配合，所述的钢球115安置在锁紧套筒113孔中，锁紧套筒113通过钢球115与衬套116连接，所述的拉断销117与衬套116螺纹连接，所述的拉断销117端面靠在连接器箭上部分2端面上。

参考图1、图2采用本发明提供的运载火箭常温推进剂加泄连接器0秒脱落方法，包括：

步骤一(主动供气解锁脱落)：火箭0秒点火起飞后，给球锁11上供气嘴111供压缩气体，压缩气体经解锁杆112上大气孔进入锁紧套筒113腔内从而推动解锁杆112向后运动，钢球115缩回锁紧套筒113孔中实现解锁，解锁杆112运动到位后，解锁杆112上小气孔与锁紧套筒113上小气孔对齐，压缩气体进入安装座114腔内，推动锁紧套筒113向后运动脱离衬套116，从而实现连接器地面部分1与连接器箭上部分2之间解除约束，连接器地面部分1在自身重力与配重8、第二滑轮组4、回收绳索6的作用下从连接器箭上部分2分离脱落，并回收到发射塔架一侧；

步骤二(强制供气解锁脱落)：当步骤一失败后，给地面气缸9供压缩气体，推动地面气缸9活塞杆向后运动，从而顺序拉动第三滑轮组5、牵制绳索7、第一滑轮组3、供气嘴111、解锁杆112、钢球115、锁紧套筒113运动，从而实现连接器地面部分1与连接器箭上部分2之间解除约束，连接器地面部分1后续分离脱落回收过程同步骤一。步骤一和步骤二可同时进行，互不干涉；

步骤三(起飞牵制解锁脱落)：当步骤一、二均失败后，火箭继续起飞，逐步拉紧牵制绳7(此时地面气缸活9塞杆在伸出的极限位置)，从而顺序拉动第三滑轮组5、牵制绳索7、第一滑轮组3、供气嘴111、解锁杆112、钢球115、锁紧套筒113运动，从而实现连接器地面部分1与连接器箭上部分2之间解除约束，连接器地面部分1后续分离脱落回收过程同步骤一；

步骤四(起飞牵制破坏脱落)：当解锁杆111、锁紧套筒112完全卡死，步骤一、二、三均失败，此时火箭进一步起飞，牵制绳7提供的力一部分通过第三滑轮组5、供气嘴111、解锁杆112、锁紧套筒113、钢球115、衬套116依次传递至拉断销117上，另一部分力通过连接器地面部分1、安装座114、锁紧套筒113、钢球115、衬套116依次传递至拉断销117上，拉断销117在两部分合力的作用下破断，从而解除连接器地面部分1与连接器箭上部分2之间的约束，连接器地面部分1后续分离脱落回收过程同步骤一。在这个力的传递过程中，通过第一滑轮组3及连接器地面部分1力臂的组合放大作用下，极大的降低了牵制绳7所需提供的破断力，从而有效减少了牵制力对火箭飞行姿态的影响。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种运载火箭0秒脱落常温推进剂加泄连接器， 其特征在于，包括连接器地面部分、连接器箭上部分、第一滑轮组、第二滑轮组、第三滑轮组、回收绳索、牵制绳索、配重、地面气缸、球锁；

所述的连接器箭上部分安装在运载火箭推进剂贮箱上，所述的第二滑轮组、地面气缸安装在发射塔架上，所述的球锁通过螺栓安装固定在连接器地面部分上，所述的连接器地面部分与连接器箭上部分通过球锁连接，所述的配重通过第二滑轮组、回收绳索与连接器地面部分连接，所述的地面气缸通过第三滑轮组、牵制绳索、第一滑轮组与球锁连接。

2.依据权利要求1所述的一种运载火箭0秒脱落常温推进剂加泄连接器，其特征在于，所述的球锁包括供气嘴、解锁杆、锁紧套筒、球锁安装座、钢球、衬套、拉断销；

所述的供气嘴与解锁杆螺纹连接，所述的解锁杆与锁紧套筒通过三处径向密封滑动配合，所述的锁紧套筒与球锁安装座通过两处径向密封滑动配合，所述的钢球安置在锁紧套筒孔中，锁紧套筒通过钢球与衬套连接，所述的拉断销与衬套螺纹连接，所述的拉断销端面靠在连接器箭上部分端面上。

3.依据权利要求1所述的一种运载火箭0秒脱落常温推进剂加泄连接器的脱落方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，主动供气解锁脱落：火箭0秒点火起飞后，给球锁上供气嘴供压缩气体，压缩气体经解锁杆上大气孔进入锁紧套筒腔内从而推动解锁杆向后运动，钢球缩回锁紧套筒孔中实现解锁，解锁杆运动到位后，解锁杆上小气孔与锁紧套筒上小气孔对齐，压缩气体进入安装座腔内，推动锁紧套筒向后运动脱离衬套，从而实现连接器地面部分与连接器箭上部分之间解除约束，连接器地面部分在自身重力与配重、第二滑轮组、回收绳索的作用下从连接器箭上部分分离脱落，并回收到发射塔架一侧；

步骤二，强制供气解锁脱落：当步骤一失败后，给地面气缸供压缩气体，推动地面气缸活塞杆向后运动，从而顺序拉动第三滑轮组、牵制绳索、第一滑轮组、供气嘴、解锁杆、钢球、锁紧套筒运动，从而实现连接器地面部分与连接器箭上部分之间解除约束，连接器地面部分后续分离脱落回收过程同步骤一；

步骤三，起飞牵制解锁脱落：当步骤一、二均失败后，火箭继续起飞，逐步拉紧牵制绳，此时地面气缸活塞杆在伸出的极限位置，从而顺序拉动第三滑轮组、牵制绳索、第一滑轮组、供气嘴、解锁杆、钢球、锁紧套筒运动，从而实现连接器地面部分与连接器箭上部分之间解除约束，连接器地面部分后续分离脱落回收过程同步骤一；

步骤四，起飞牵制破坏脱落：当解锁杆、锁紧套筒完全卡死，步骤一、二、三均失败，此时火箭进一步起飞，牵制绳提供的力一部分通过第三滑轮组、供气嘴、解锁杆、锁紧套筒、钢球、衬套依次传递至拉断销上，另一部分力通过连接器地面部分、安装座、锁紧套筒、钢球、衬套依次传递至拉断销上，拉断销在两部分合力的作用下破断，从而解除连接器地面部分与连接器箭上部分之间的约束，连接器地面部分后续分离脱落回收过程同步骤一。

4.依据权利要求3所述的一种运载火箭0秒脱落常温推进剂加泄连接器的脱落方法，其特征在于，所述步骤四过程中，通过第一滑轮组及连接器地面部分力臂的组合放大作用下，降低牵制绳所需提供的破断力，从而有效减少了牵制力对火箭飞行姿态的影响。

5.依据权利要求3所述的一种运载火箭0秒脱落常温推进剂加泄连接器的脱落方法，其特征在于，所述步骤一和步骤二可同时进行。

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