CN110329554A - 模拟低压环境膨胀落球抛撒分离的试验方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种模拟低压环境膨胀落球抛撒分离的试验装置，模拟分离舱与真空试验罐；抽真空系统与真空试验罐内腔相通；真空试验罐上的影像记录系统用于记录抛撒分离、落球充胀过程；模拟分离舱的筒体前端安装有封头，落球包装体一端与活塞连接，活塞设置在筒体后端内腔中，分离药盒座设置于活塞的另一端，分离药盒通过导线与时序机构连接。通过时序机构内的点火控制模块控制分离药盒的点爆，推动模拟分离舱筒体内活塞向前端运动，从而推动落球包装体脱离，并实现落球自动充气，真空试验罐上的影像记录系统记录整个抛撒过程。本发明相比于现有的模拟试验方法和装置，具有方法简单、操作方便、系统集成度高、试验成本低、模拟状态更近于真实等优点。
Description
技术领域
本发明涉及大气环境探测领域，尤其是一种模拟低压环境膨胀落球抛撒分离的试验方法及装置。
背景技术
膨胀落球探测技术是一种基于火箭运载平台，对30km-100km临近空间大气密度、温度、气压和风速风向等环境要素进行原位探测的技术。当火箭飞行到上升段接近弹道顶点时把落球抛出，同时落球内的自动充气装置利用分离过载激活，使落球瞬间膨胀、充盈后以抛物线轨迹自由飘落，通过地面雷达对落球进行反射式跟踪、测量（被动式膨胀落球）或球自带BD/GPS定位模块(主动式膨胀落球)，获得落球实时斜距、方位和仰角等位置参数，再通过数据反演，得出相应范围的实时风速、风向和大气温度、密度和气压等气象信息，相较于常规气球、气象卫星或其它气象火箭探测方式，具有探测要素多、探测高度范围大、载荷成本低等特点，因此得到越来越多的重视和研究应用。而在地面如何真实、有效又经济地模拟高空低压环境状态下的膨胀落球抛撒、分离，目前尚未有相关报导。
发明内容
本发明的目的就是提供一种模拟低压环境膨胀落球抛撒分离的试验方法及装置，以克服现有技术中所述的不足。
本发明的模拟低压环境膨胀落球抛撒分离的试验装置，包括真空试验罐及抽真空系统、影像记录系统、控制系统、模拟分离舱，模拟分离舱通过连接座与真空试验罐的接口相连；抽真空系统与真空试验罐内腔相通对其抽气以模拟30km-100km临近空间的低压环境；安装在真空试验罐上的影像记录系统用于记录整个抛撒分离、落球充胀过程；模拟分离舱的筒体前端通过剪切螺钉安装有封头，装有膨胀落球的落球包装体一端与活塞连接，活塞设置在筒体后端内腔中，用于固定分离药盒的分离药盒座设置于活塞的另一端，分离药盒通过导线与时序机构连接；时序机构、抽真空系统均与控制系统导线相连，并由控制系统控制。
本发明的模拟低压环境膨胀落球抛撒分离的试验方法，包括以下步骤：
1、将膨胀落球及落球包装体、活塞装填于模拟分离舱内；
2、将模拟分离舱与真空试验罐口固接；
3、调节影像记录系统、时序机构及安装分离药盒；
4、抽真空系统对真空试验罐进行抽真空；
5、控制系统控制时序机构对分离药盒进行点爆，实现膨胀落球的抛撒分离及在低压环境下的瞬间充胀，完成膨胀落球抛撒分离的整个动作过程；
6、影像记录系统观察、记录试验参数；
7、分析判断试验结果。
本发明的模拟低压环境膨胀落球抛撒分离的试验方法，通过时序机构内的点火控制模块控制抛撒分离药盒的火工品点爆，瞬间产生高压气体，推动模拟分离舱筒体内活塞向前端运动，从而推动装填于活塞前面的落球包装体脱离，同时，高压气体产生的冲击过载使落球包装体内膨胀落球尾部的充气机构触发激活，实现自动充气并快速充盈，安装在真空试验罐上的影像记录系统完整记录整个抛撒分离、落球充胀过程，从而实现在地面上模拟高空低压环境条件下膨胀落球从运载火箭载荷舱段抛撒分离、充胀的整个过程。
本发明的模拟低压环境膨胀落球抛撒分离的试验方法及装置，相比于现有的模拟试验方法和装置，具有方法简单、操作方便、系统集成度高、试验成本低、模拟状态更近于真实等优点。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为图1中模拟分离舱的结构示意图；
1、模拟分离舱，2、接口，3、影像记录系统，4、控制系统，5、抽真空系统，6、真空试验罐，11、封头，12、筒体，13、落球包装体，14、膨胀落球，15、连接座，16、活塞，17、分离药盒座，18、分离药盒，19、时序机构。
具体实施方式
一种模拟低压环境膨胀落球抛撒分离的试验装置，包括真空试验罐6及抽真空系统5、影像记录系统3、控制系统4、模拟分离舱1，模拟分离舱1通过连接座15与真空试验罐6的接口相连；抽真空系统5与真空试验罐6内腔相通；安装在真空试验罐6上的影像记录系统3用于记录整个抛撒分离、落球充胀过程；模拟分离舱1的筒体12前端通过剪切螺钉安装有封头11，装有膨胀落球14的落球包装体13一端与活塞16连接，活塞16设置在筒体12后端内腔中，用于固定分离药盒18的分离药盒座17设置于活塞16的另一端，分离药盒18通过导线与时序机构19连接；时序机构16、抽真空系统5均与控制系统4导线相连，并由控制系统4控制。
一种模拟低压环境膨胀落球抛撒分离的试验方法，包括以下步骤：
1、将膨胀落球14及落球包装体13、活塞16装填于模拟分离舱1内；
2、将模拟分离舱1与真空试验罐6接口固接；
3、调节影像记录系统3、时序机构19及安装分离药盒18；
4、抽真空系统5对真空试验罐6进行抽真空；
5、控制系统4控制时序机构19对分离药盒18进行点爆，实现膨胀落球14的抛撒分离及在低压环境下的瞬间充胀，完成膨胀落球14抛撒分离的整个动作过程；
6、影像记录系统3观察、记录试验参数；
7、分析判断试验结果。
Claims (2)
1.一种模拟低压环境膨胀落球抛撒分离的试验装置，包括真空试验罐（6）及抽真空系统（5）、影像记录系统（3）、控制系统（4）、模拟分离舱（1），其特征在于：模拟分离舱（1）通过连接座（15）与真空试验罐（6）的接口相连；抽真空系统（5）与真空试验罐（6）内腔相通；安装在真空试验罐（6）上的影像记录系统（3）用于记录整个抛撒分离、落球充胀过程；模拟分离舱（1）的筒体（12）前端通过剪切螺钉安装有封头（11），装有膨胀落球（14）的落球包装体（13）一端与活塞（16）连接，活塞（16）设置在筒体（12）后端内腔中，用于固定分离药盒（18）的分离药盒座（17）设置于活塞（16）的另一端，分离药盒（18）通过导线与时序机构（19）连接；时序机构（16）、抽真空系统（5）均与控制系统（4）导线相连。
2.一种模拟低压环境膨胀落球抛撒分离的试验方法，其特征在于：它包括以下步骤：
（a）、将膨胀落球（14)及落球包装体（13）、活塞(16)装填于模拟分离舱（1）内；
（b）、将模拟分离舱（1）与真空试验罐（6）接口固接；
（c）、调节影像记录系统（3）、时序机构（19）及安装分离药盒（18）；
（d）、抽真空系统（5）对真空试验罐（6）进行抽真空；
（e）、控制系统4控制时序机构（19）对分离药盒（18）进行点爆，完成膨胀落球（14）抛撒分离的整个动作过程；
（f）、影像记录系统（3）观察、记录试验参数；
（g）、分析判断试验结果。
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