CN110386268B - 用于运载火箭加注连接器的脱落牵制系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种用于运载火箭加注连接器的脱落牵制系统，其包括：主动回收单元，用于在火箭0秒起飞时对加注连接器及其管路进行主动撤收，以使加注连接器及其管路从箭体上脱落或远离箭体；还用于拉住加注连接器及其管路；被动牵制单元，用于拉住加注连接器及其管路，以防止加注连接器及其管路悬垂或自由落体。本申请通过设置主动回收单元和被动牵制单元，先将加注连接器及其管路从箭体上拽下或拽得远离箭体，再拉住加注连接器及其管路，使其锁定在预设高度，本申请在火箭0秒起飞时，能够防止加注连接器及其管路出现悬垂或自由落体的情况，进而提高火箭发射的安全性和可靠性。

Description

用于运载火箭加注连接器的脱落牵制系统

技术领域

本申请属于运载火箭技术领域，具体涉及一种用于运载火箭加注连接器的脱落牵制系统。

背景技术

运载火箭上设置有加注连接器，例如，地面推进剂存储装置可以通过加注连接器为箭体加注燃料。在一些发射场景中，火箭起飞数分钟前，箭体竖直停放在发射台上，所有的限制条件解除。起竖臂连同加注主管路摆开预设的避让角度，加注连接器在牵制绳索的辅助下与箭体相连，用以完成火箭发射前的燃料补加。

在现有技术中，当火箭接收到地控中心传达的起飞指令，0秒起飞时，加注连接器容易出现悬垂或自由落体，进而带来不可预知的伤害，降低火箭发射的安全性和可靠性。

发明内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供了一种用于运载火箭加注连接器的脱落牵制系统，该系统能够有效避免火箭起飞时的未知风险，从而提高火箭发射的安全性和可靠性。

根据本申请实施例，本申请提供了一种用于运载火箭加注连接器的脱落牵制系统，其包括：

主动回收单元，用于在火箭0秒起飞时对加注连接器及其管路进行主动撤收，以使加注连接器及其管路从箭体上脱落或远离箭体；还用于拉住加注连接器及其管路；

被动牵制单元，用于拉住加注连接器及其管路，以防止加注连接器及其管路悬垂或自由落体。

上述用于运载火箭加注连接器的脱落牵制系统中，所述主动回收单元包括主动回收绳索、导向组件、执行组件和动力组件；

所述主动回收绳索的一端与加注连接器及其管路连接，另一端通过所述导向组件与所述执行组件连接；所述导向组件用于对所述主动回收绳索进行支撑和导向，所述动力组件用于为所述执行组件提供动力，所述执行组件用于拉动和缩紧所述主动回收绳索，以将所述主动回收绳索限定在预定位置。

进一步地，所述主动回收单元还包括起竖臂，所述导向组件、执行组件和动力组件均固定设置在所述起竖臂上。

进一步地，所述导向组件包括V型槽轮、第一销轴和支架；所述V型槽轮通过所述第一销轴固定设置在所述支架上；所述支架固定设置在所述起竖臂上；所述V型槽轮用于对所述主动回收绳索进行限位和导向。

进一步地，所述执行组件包括支撑架，所述支撑架上设置有回转轴、棘轮、棘爪、限位销、复位弹簧和第二销轴；

所述回转轴架设在所述支撑架上，所述回转轴的一端与动力组件连接，另一端与所述棘轮固定连接；所述主动回收绳索与加注连接器及其管路连接端的相对端与所述回转轴固定连接；

所述棘爪与棘轮均设置在所述支撑架的同一外侧；所述棘爪的一端与所述棘轮咬合，另一端依次通过所述复位弹簧和第二销轴与所述支撑架连接；所述棘爪的两端之间设置有所述限位销，所述限位销穿过所述棘爪后与所述支撑架连接。

更进一步地，所述支撑架包括横板、第一竖板和第二竖板，所述第一竖板和第二竖板平行设置；所述回转轴设置在所述第一竖板与第二竖板之间，且与所述横板平行；所述棘轮、棘爪、限位销、复位弹簧和第二销轴均设置在所述第一竖板的外侧。

更进一步地，所述动力组件包括火箭起飞触动电路和隔爆电机；所述火箭起飞触动电路包括三相电源、第一互锁交流接触器、第二互锁交流接触器、绳索放松按钮、绳索收紧按钮和紧急停止按钮；

所述三相电源通过所述第一互锁交流接触器和第二互锁交流接触器与所述隔爆电机连接；所述隔爆电机的输出轴与所述回转轴连接所述棘轮端的相对端连接；所述隔爆电机带动所述回转轴转动；

所述第二互锁交流接触器的输入端接收火箭起飞触点信号，所述绳索放松按钮与绳索收紧按钮串联后再与所述紧急停止按钮串联。

进一步地，所述被动牵制单元包括至少三根拉索，所述拉索与所述主动回收单元共同拉住加注连接器及其管路。

更进一步地，所述被动牵制单元包括第一拉索、第二拉索和第三拉索；

所述第一拉索的一端与加注连接器及其管路连接，另一端与所述起竖臂连接；所述第二拉索的一端与加注连接器及其管路连接，另一端与所述起竖臂连接；所述第三拉索的一端与加注连接器及其管路连接，另一端与所述起竖臂连接；

所述第一拉索与起竖臂连接端和所述第二拉索与起竖臂连接端位于同一高度，且所述第一拉索与起竖臂连接端在加注连接器的管路上方；所述第三拉索与起竖臂连接端低于加注连接器的管路与所述起竖臂的连接点。

更进一步地，所述主动回收绳索与导向组件连接端位于所述第一拉索与起竖臂连接端的上方，或者所述主动回收绳索与导向组件连接端和所述第一拉索与起竖臂连接端位于同一水平面上。

更进一步地，所述第一拉索和第二拉索设置在所述主动回收绳索的两侧，在所述第一拉索、第二拉索和主动回收绳索处于拉紧状态时，所述第一拉索与所述主动回收绳索之间的夹角等于所述第二拉索与所述主动回收绳索之间的夹角。

更进一步地，所述第三拉索的长度大于加注连接器的管路的悬垂半径。

根据本申请的上述具体实施方式可知，至少具有以下有益效果：本申请通过设置主动回收单元和被动牵制单元，先将加注连接器及其管路从箭体上拽下或拽得远离箭体，再拉住加注连接器及其管路，使其锁定在预设高度，本申请在火箭0秒起飞时，能够防止加注连接器及其管路出现悬垂或自由落体的情况，进而提高火箭发射的安全性和可靠性。

本申请通过在执行组件中设置能够咬合的棘轮和棘爪，棘爪能通过复位弹簧复位，能够实现主动回收绳索的单向限动，防止主动回收绳索的意外滑脱。

应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本申请所欲主张的范围。

附图说明

下面的所附附图是本申请的说明书的一部分，其示出了本申请的实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本申请的原理。

图1为本申请实施例提供的一种用于运载火箭加注连接器的脱落牵制系统的整体结构示意图。

图2为本申请实施例提供的一种用于运载火箭加注连接器的脱落牵制系统中主动回收单元的结构示意图。

图3为本申请实施例提供的用于运载火箭加注连接器的脱落牵制系统中执行组件的结构示意图。

图4为本申请实施例提供的用于运载火箭加注连接器的脱落牵制系统中动力组件的原理图。

附图标记说明：

1、主动回收单元；

11、主动回收绳索；

12、导向组件；121、V型槽轮；122、第一销轴；123、支架；

13、执行组件；131、支撑架；1311、横板；1312、第一竖板；1313、第二竖板；132、回转轴；133、棘轮；134、棘爪；135、限位销；136、复位弹簧；137、第二销轴；

14、动力组件；141、火箭起飞触动电路；142、隔爆电机；

15、起竖臂；

2、被动牵制单元；21、第一拉索；22、第二拉索；23、第三拉索；

10、加注连接器及其管路；

20、箭体。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将以附图及详细叙述清楚说明本申请所揭示内容的精神，任何所属技术领域技术人员在了解本申请内容的实施例后，当可由本申请内容所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本申请内容的精神与范围。

本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，但并不作为对本申请的限定。另外，在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，也非用以限定本申请，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。

关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本创作。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部组合。

关于本文中的“多个”包括“两个”及“两个以上”；关于本文中的“多组”包括“两组”及“两组以上”。

关于本文中所使用的用语“大致”、“约”等，用以修饰任何可以细微变化的数量或误差，但这些微变化或误差并不会改变其本质。一般而言，此类用语所修饰的细微变化或误差的范围在部分实施例中可为20％，在部分实施例中可为10％，在部分实施例中可为5％或是其他数值。本领域技术人员应当了解，前述提及的数值可依实际需求而调整，并不以此为限。

某些用以描述本申请的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本申请的描述上额外的引导。

如图1所示，本申请用于运载火箭加注连接器的脱落牵制系统包括主动回收单元1和被动牵制单元2。其中，主动回收单元1用于在火箭0秒起飞时对加注连接器及其管路10进行主动撤收，以使加注连接器及其管路10从箭体20上脱落或远离箭体20。主动回收单元1和被动牵制单元2共同拉住加注连接器及其管路10，以防止加注连接器及其管路10悬垂或自由落体。

如图2所示，主动回收单元1包括主动回收绳索11、导向组件12、执行组件13、动力组件14和起竖臂15。其中，主动回收绳索11的一端与加注连接器及其管路10连接，另一端通过导向组件12与执行组件13连接。导向组件12用于对主动回收绳索11进行支撑和导向，动力组件14用于为执行组件13提供动力，执行组件13用于拉动和锁紧主动回收绳索11，以将主动回收绳索11限定在预定位置。导向组件12、执行组件13和动力组件 14均固定设置在起竖臂15上。

导向组件12包括V型槽轮121、第一销轴122和支架123。V型槽轮 121通过第一销轴122固定设置在支架123上。支架123固定设置在起竖臂 15的横梁上。V型槽轮121用于对主动回收绳索11进行限位和导向，主动回收绳索11在V型槽轮121中滑动穿过，V型槽轮121通过绕第一销轴122 旋转配合主动回收绳索11的回收操作。

如图3所示，执行组件13包括支撑架131、回转轴132、棘轮133、棘爪134、限位销135、复位弹簧136和第二销轴137。支撑架131包括横板1311、第一竖板1312和第二竖板1313，第一竖板1312和第二竖板1313平行设置。回转轴132设置在第一竖板1312与第二竖板1313之间，例如，可以与横板1311平行。棘轮133设置在第一竖板1312的外侧，且与回转轴132 的一端固定连接，回转轴132能够带动棘轮133旋转。主动回收绳索11的与加注连接器及其管路10连接端的相对端与回转轴132固定连接，从而通过回转轴132的旋转释放或收紧主动回收绳索11。

棘爪134的一端与棘轮133咬合，另一端通过复位弹簧136和第二销轴 137与第一竖板1312连接。第一竖板1312上设置有限位销135，棘爪134 上设置有与限位销135相匹配的销孔，限位销135从销孔中弹出用于限制棘爪134的运动，限位销135从销孔中撤回用于解除对棘爪134的运动限制。

动力组件14包括火箭起飞触动电路141和隔爆电机142。如图4所示，火箭起飞触动电路141包括三相电源、第一互锁交流接触器KM1、第二互锁交流接触器KM2、绳索放松按钮SB1、绳索收紧按钮SB2和紧急停止按钮SB3。其中，三相电源通过第一互锁交流接触器KM1和第二互锁交流接触器KM2与隔爆电机142连接。隔爆电机142的输出轴与回转轴132连接棘轮133端的相对端连接。隔爆电机142带动回转轴132转动。

第一互锁交流接触器KM1和第二互锁交流接触器KM2与隔爆电机142 连接的线路上还设置有熔断器FR，熔断器FR用于对电路进行保护。

第二互锁交流接触器KM2的输入端接收火箭起飞触点信号。绳索放松按钮SB1与绳索收紧按钮SB2串联后再与紧急停止按钮SB3串联。

当将主动回收绳索11的一端与加注连接器及其管路10连接时，按下绳索放松按钮SB1，将主动回收绳索11调整到所需的长度和位置。

当发生紧急情况需要停止隔爆电机142时，按下紧急停止按钮SB3，整个火箭起飞触动电路141切断，隔爆电机142停止运转。主动回收绳索11 不再继续收紧，停止在当前状态。

绳索收紧按钮SB2为备用按钮，当火箭起飞触点信号故障时，可以强制启动绳索收紧按钮SB2。

动力组件14采用隔爆电机142带动执行组件13动作，隔爆电机142采用隔爆外壳把可能产生火花、电弧和危险温度的电气部分与周围的爆炸性气体混合物隔开，能够减少火灾隐患。

被动牵制单元2包括至少三根拉索，拉索与主动回收绳索11共同拉住加注连接器及其管路10，防止加注连接器及其管路10悬垂或自由落体。

例如，被动牵制单元2包括第一拉索21、第二拉索22和第三拉索23。其中，第一拉索21的一端与加注连接器及其管路10连接，另一端与起竖臂 15连接。第二拉索22的一端与加注连接器及其管路10连接，另一端与起竖臂15连接。第三拉索23的一端与加注连接器及其管路10连接，另一端与起竖臂15连接。

第一拉索21与起竖臂15连接端和第二拉索22与起竖臂15连接端可以位于同一水平面上，且第一拉索21和第二拉索22与起竖臂15连接端可以均在加注连接器的管路上方。第三拉索23与起竖臂15连接端低于加注连接器的管路与起竖臂15的连接点。

主动回收绳索11与导向组件12连接端位于第一拉索21与起竖臂15连接端的上方，或者主动回收绳索11与导向组件12连接端和第一拉索21与起竖臂15连接端位于同一水平面上。

第一拉索21与第二拉索22的长度以及第一拉索21与第二拉索22和加注连接器轴线的夹角均根据加注连接器分离的轴向力确定。例如，第一拉索 21和第二拉索22可以设置在主动回收绳索11的两侧，在第一拉索21、第二拉索22和主动回收绳索11均处于拉紧状态时，第一拉索21与主动回收绳索11之间的夹角等于第二拉索22与主动回收绳索11之间的夹角。

第三拉索23的长度根据加注连接器的管路的悬垂半径确定。例如，将第三拉索23的长度设置为大于加注连接器的管路的悬垂半径。例如，第三拉索23的长度设置为小于加注连接器及管路位于起竖臂之外的长度之和，以避免主动回收绳索11、第一拉索21和第二拉索22失效时，加注器及管路在下落过程中被起竖臂等装置损坏。

加注连接器及其管路10通过主动回收绳索11、第一拉索21、第二拉索 22和第三拉索23与起竖臂15连接，其中，主动回收绳索11、第一拉索21 和第二拉索22与起竖臂15的连接点均在加注连接器的上方，用于限制加注连接器的上升位置；第三拉索23与起竖臂15的连接点在加注连接器的下方，用于限制加注连接器的下降位移。

火箭0秒起飞前，按下绳索放松按钮SB1，将主动回收绳索11调整到所需的长度和位置，此时，主动回收绳索11处于松弛状态。

当火箭0秒起飞时，火箭起飞触动电路141和限位销135先后接收到地控中心传达的火箭起飞触点信号。

首先，火箭起飞触动电路141触发隔爆电机142转动，隔爆电机142通过回转轴132带动主动回收绳索11和棘轮133转动。起竖臂15第一次向远离箭体20的方向摆动，主动回收绳索11在隔爆电机142的带动下第一次收紧；起竖臂15第二次继续向远离箭体20的方向摆动时，主动回收绳索11 第二次同步收紧，将加注连接器及其管路10从箭体20上拽下或拽着加注连接器及其管路10远离箭体20。

在此过程中，限位销135为弹出状态，以限制棘爪134的运动。也就是说，限位销135可以设计为按压下去之后，解除对棘爪134的行程限制，从而在复位弹簧136的作用下，棘爪134旋转至与棘轮133咬合的位置，实现棘爪134对棘轮133的限位。弹出之后，恢复对棘爪134的限位作用，使其定位在与棘轮133分离的位置。

其次，当加注连接器及其管路10被拽到预设高度时，通过预设转动时间使隔爆电机142堵转；限位销135撤回，以解除对棘爪134的运动限制；棘爪134在复位弹簧136的作用下，以第二销轴137为中心转动至复位，并与棘轮133咬合，实现主动回收绳索11的单向限动，能够防止主动回收绳索11的意外滑脱。棘轮133、棘爪134、导向组件12和主动回收绳索11配合，将加注连接器及其管路10锁定在预设高度。

第一拉索21、第二拉索22和第三拉索23与主动回收绳索11配合，共同拉住加注连接器及其管路10，以防止其悬垂或自由落体，从而实现对加注连接器及其管路10的主动撤收和脱落牵制。

当第一拉索21、第二拉索22和主动回收绳索11的拉力意外消失时，第三拉索23还能够继续拉住加注连接器及其管路10，避免加注连接器及其管路10出现悬垂或自由落体的情况。

本申请用于运载火箭加注连接器的脱落牵制系统能够有效解决火箭0秒起飞时，起竖臂15快速后倒而带动加注连接器脱落牵制的问题。采用本申请脱落牵制系统能够避免加注连接器出现悬垂或自由落体的情况，有效降低火箭起飞时的风险，提高火箭发射的安全性和可靠性。

以上所述仅为本申请示意性的具体实施方式，在不脱离本申请的构思和原则的前提下，任何本领域的技术人员所做出的等同变化与修改，均应属于本申请保护的范围。

Claims (11)

1.一种用于运载火箭加注连接器的脱落牵制系统，其特征在于，包括：

主动回收单元，用于在火箭0秒起飞时对加注连接器及其管路进行主动撤收，以使加注连接器及其管路从箭体上脱落或远离箭体；还用于拉住加注连接器及其管路；

被动牵制单元，用于拉住加注连接器及其管路，以防止加注连接器及其管路悬垂或自由落体；

所述主动回收单元包括主动回收绳索、导向组件、执行组件和动力组件；

所述主动回收绳索的一端与加注连接器及其管路连接，另一端通过所述导向组件与所述执行组件连接；所述导向组件用于对所述主动回收绳索进行支撑和导向，所述动力组件用于为所述执行组件提供动力，所述执行组件用于拉动和锁紧所述主动回收绳索，以将所述主动回收绳索限定在预定位置。

2.根据权利要求1所述的用于运载火箭加注连接器的脱落牵制系统，其特征在于，所述主动回收单元还包括起竖臂，所述导向组件、执行组件和动力组件均固定设置在所述起竖臂上。

3.根据权利要求2所述的用于运载火箭加注连接器的脱落牵制系统，其特征在于，所述导向组件包括V型槽轮、第一销轴和支架；所述V型槽轮通过所述第一销轴固定设置在所述支架上；所述支架固定设置在所述起竖臂上；所述V型槽轮用于对所述主动回收绳索进行限位和导向。

4.根据权利要求1所述的用于运载火箭加注连接器的脱落牵制系统，其特征在于，所述执行组件包括支撑架，所述支撑架上设置有回转轴、棘轮、棘爪、限位销、复位弹簧和第二销轴；

所述回转轴架设在所述支撑架上，所述回转轴的一端与动力组件连接，另一端与所述棘轮固定连接；所述主动回收绳索与加注连接器及其管路连接端的相对端与所述回转轴固定连接；

所述棘爪与棘轮均设置在所述支撑架的同一外侧；所述棘爪的一端与所述棘轮咬合，另一端依次通过所述复位弹簧和第二销轴与所述支撑架连接；所述棘爪的两端之间设置有所述限位销，所述限位销穿过所述棘爪后与所述支撑架连接。

5.根据权利要求4所述的用于运载火箭加注连接器的脱落牵制系统，其特征在于，所述支撑架包括横板、第一竖板和第二竖板，所述第一竖板和第二竖板平行设置；所述回转轴设置在所述第一竖板与第二竖板之间，且与所述横板平行；所述棘轮、棘爪、限位销、复位弹簧和第二销轴均设置在所述第一竖板的外侧。

6.根据权利要求4所述的用于运载火箭加注连接器的脱落牵制系统，其特征在于，所述动力组件包括火箭起飞触动电路和隔爆电机；所述火箭起飞触动电路包括三相电源、第一互锁交流接触器、第二互锁交流接触器、绳索放松按钮、绳索收紧按钮和紧急停止按钮；

所述三相电源通过所述第一互锁交流接触器和第二互锁交流接触器与所述隔爆电机连接；所述隔爆电机的输出轴与所述回转轴连接所述棘轮端的相对端连接；所述隔爆电机带动所述回转轴转动；

所述第二互锁交流接触器的输入端接收火箭起飞触点信号，所述绳索放松按钮与绳索收紧按钮串联后再与所述紧急停止按钮串联。

7.根据权利要求2所述的用于运载火箭加注连接器的脱落牵制系统，其特征在于，所述被动牵制单元包括至少三根拉索，所述拉索与所述主动回收单元共同拉住加注连接器及其管路。

8.根据权利要求7所述的用于运载火箭加注连接器的脱落牵制系统，其特征在于，所述被动牵制单元包括第一拉索、第二拉索和第三拉索；

所述第一拉索的一端与加注连接器及其管路连接，另一端与所述起竖臂连接；所述第二拉索的一端与加注连接器及其管路连接，另一端与所述起竖臂连接；所述第三拉索的一端与加注连接器及其管路连接，另一端与所述起竖臂连接；

所述第一拉索与起竖臂连接端和所述第二拉索与起竖臂连接端位于同一高度，且所述第一拉索与起竖臂连接端在加注连接器的管路上方；所述第三拉索与起竖臂连接端低于加注连接器的管路与所述起竖臂的连接点。

9.根据权利要求8所述的用于运载火箭加注连接器的脱落牵制系统，其特征在于，所述主动回收绳索与导向组件连接端位于所述第一拉索与起竖臂连接端的上方，或者所述主动回收绳索与导向组件连接端和所述第一拉索与起竖臂连接端位于同一水平面上。

10.根据权利要求8所述的用于运载火箭加注连接器的脱落牵制系统，其特征在于，所述第一拉索和第二拉索设置在所述主动回收绳索的两侧，在所述第一拉索、第二拉索和主动回收绳索均处于拉紧状态时，所述第一拉索与所述主动回收绳索之间的夹角等于所述第二拉索与所述主动回收绳索之间的夹角。

11.根据权利要求8所述的用于运载火箭加注连接器的脱落牵制系统，其特征在于，所述第三拉索的长度大于加注连接器的管路的悬垂半径。

Images