CN110844127B - 航天飞行器器舱分离试验用吊运缓冲系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及航天飞行器器舱分离试验用吊运缓冲系统。目的是为了解决现有技术中存在的无法满足既要能实现点火分离、试验件回收，又要保证试验系统、试验产品的安全的试验要求的问题。本发明包括主吊单元、副吊单元、防晃动单元、缓冲防护网；主吊单元包括从上至下依次连接的主吊吊车、主吊绳、电磁解锁装置、主吊分吊绳；副吊单元包括从上至下依次连接的副吊吊车、垂直缓冲器、缓冲分吊绳；所述缓冲分吊绳用于吊装轨控舱；防晃动单元包括设置在缓冲防护网四角位置处的四个电动收绳装置、设置在航天飞行器与每个电动收绳装置之间的辅助吊绳；主吊单元的总长度小于副吊单元的总长度，且主吊单元起吊后缓冲分吊绳为松弛状态。

Description

航天飞行器器舱分离试验用吊运缓冲系统

技术领域

本发明涉及航天飞行器器舱分离试验，具体涉及航天飞行器器舱分离试验用吊运缓冲系统。

背景技术

随着科学技术的进步和发展，对航天飞行器高速性、准确性提出了更高的要求。为了验证航天飞行器(包括飞行器和轨控舱)的动力系统可靠性及分离时序的正确性、协调性，需开展模拟真实使用条件及环境下的防隔热及分离试验。但是，现有起吊及分离方案无法满足既要能实现点火分离、试验件回收，又要保证试验系统、试验产品的安全的试验要求。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的无法满足既要能实现点火分离、试验件回收，又要保证试验系统、试验产品的安全的试验要求的问题，而提供了涉及航天飞行器器舱分离试验用吊运缓冲系统。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

本发明的航天飞行器器舱分离试验用吊运缓冲系统，其特殊之处在于：包括主吊单元、副吊单元、防晃动单元、缓冲防护网；

所述主吊单元包括从上至下依次连接的主吊吊车、主吊绳、电磁解锁装置、主吊分吊绳；所述主吊分吊绳用于吊装飞行器；

所述副吊单元包括从上至下依次连接的副吊吊车、垂直缓冲器、缓冲分吊绳；所述缓冲分吊绳用于吊装轨控舱；

所述防晃动单元包括设置在缓冲防护网四角位置处的四个电动收绳装置、设置在飞行器与每个电动收绳装置之间的辅助吊绳；所述电动收绳装置的位置高于缓冲防护网且低于起吊状态的飞行器；

所述主吊单元的总长度小于副吊单元的总长度，且主吊单元起吊后缓冲分吊绳为松弛状态。

进一步地，所述副吊吊车位于轨控舱大端面前方。

进一步地，所述防晃动单元还包括挂在每个辅助吊绳中部的吊坠。

进一步地，所述垂直缓冲器为弹簧。

本发明的有益效果是：

1.本发明制定了由双吊车起吊方案实现试验产品起吊及分离试验，依据分离时序在副吊单元上还设置了垂直缓冲器、缓冲分吊绳；并且设置有防晃动单元，有效满足了试验场地及试验缓冲行程要求。

2.本发明设置了防晃动单元，通过收绳装置与辅助吊绳作用于轨控舱，避免其起吊后在空中移动时产生较大幅度的摆动或晃动。辅助吊绳上中部的还设置了可滑动的吊坠，可以使辅助吊绳随时保持拉伸状态，可以向辅助吊绳提供预紧力，使得辅助吊绳在起吊后快速作用于轨控舱，并且使得收声装置可以顺畅收绳、收入到内部的吊绳能够压实，提高了电动收绳装置收绳、放绳过程的可靠性。

附图说明

图1是本发明航天飞行器器舱分离试验用吊运缓冲系统的结构示意图；

图2是本发明吊运缓冲系统起吊分离过程图(不含防晃动单元)。

图中，1-主吊单元，11-主吊吊车，12-主吊绳，13-电磁解锁装置，14-主吊分吊绳，2-副吊单元，21-副吊吊车，22-垂直缓冲器，23-缓冲分吊绳，3-防晃动单元，31-电动收绳装置，32-辅助吊绳，33-吊坠，4-缓冲防护网，5-飞行器，6-轨控舱。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明提出的航天飞行器器舱分离试验用吊运缓冲系统作进一步详细说明。根据下面具体实施方式，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是：附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的；其次，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明航天飞行器器舱分离试验用吊运缓冲系统，结合图1、图2所示，结合图1、图2所示，包括主吊单元1、副吊单元2、防晃动单元3、缓冲防护网4；

主吊单元1包括从上至下依次连接的主吊吊车11、主吊绳12、电磁解锁装置13、主吊分吊绳14；主吊分吊绳14用于吊装飞行器5；

副吊单元2包括从上至下依次连接的副吊吊车21、垂直缓冲器22、缓冲分吊绳23；缓冲分吊绳23用于吊装轨控舱6；垂直缓冲器22为弹簧。副吊吊车21位于轨控舱6大端面前方。避免发生碰撞。

防晃动单元3包括设置在缓冲防护网4四角位置处的四个电动收绳装置31、设置在飞行器5与每个电动收绳装置31之间的辅助吊绳32；电动收绳装置31的位置高于缓冲防护4网且低于起吊状态的轨控舱6；

主吊单元1的总长度小于副吊单元2的总长度，且主吊单元1起吊后缓冲分吊绳23为松弛状态。

由此，起吊时，当主吊分吊绳14受力，则电磁解锁装置13进行解锁，飞行器5做自由落体运动，随后姿控发动机点火，低冲击分离装置动作、轨控舱与飞行器分离，在发动机点火结束瞬间，缓冲分吊绳需准确介入，缓冲分吊绳对轨控舱6施加向上的拉力，使轨控舱6逐渐减速，为避免轨控舱6回收过程与地面发生碰撞，因此，要求在尽量小的距离内(不大于1.5m)使其速度变为零，为确保轨控舱6整体结构不被破坏，收绳装置31作用于轨控舱6的力值须小于3t。由于在起吊过程中轨控舱6和飞行器5可能会发生碰撞，因此，采用主吊吊车11和副吊吊车21分别起吊的设计。缓冲吊具介入时间不允许提前也允许不滞后，若提前介入，发动机点火未结束，会导致轨控舱剧烈摆动，严重会导致轨控舱内发动机或其他部件损坏；若滞后介入，轨控舱垂直及水平方向速度持续增大，将其减速至零所需的力会持续增大，该力值可能超过主吊单元的承力极限，导致主吊单元结构破坏，产品跌落至地面。因此需进行主吊单元、副吊单元的协同设计，以保证轨控舱的安全回收。电磁解锁装置为市购件。

优选的，防晃动单元3还包括挂在每个辅助吊绳32中部且可滑动的吊坠33。由此，轨控舱发动机关机后经历很短时间段辅助吊绳32在吊坠33的重力作用下变为拉紧状态。

试验制定了严格的试验程序，吊运缓冲系统应严格按照分离程序介入，提前或滞后均可导致试验失败。

分离试验过程如下：

(1)T＝0s，轨控舱和飞行器水平悬挂，轨控舱上端距离吊点4.9m；

(2)T＝0.15s，电磁解锁装置进行解锁，轨控舱和飞行器合体下落，下落距离约110.3mm；

(3)T＝0.5s，发动机开机350ms；

(4)T≈0.58s，轨控舱上端距离吊点6.6m，缓冲分吊绳拉直；

(5)T≈0.8s，轨控舱速度减为0，轨控舱距离地面最近。

Claims (4)

1.航天飞行器器舱分离试验用吊运缓冲系统，其特征在于：包括主吊单元(1)、副吊单元(2)、防晃动单元(3)、缓冲防护网(4)；

所述主吊单元(1)包括从上至下依次连接的主吊吊车(11)、主吊绳(12)、电磁解锁装置(13)、主吊分吊绳(14)；所述主吊分吊绳(14)用于吊装飞行器(5)；

所述副吊单元(2)包括从上至下依次连接的副吊吊车(21)、垂直缓冲器(22)、缓冲分吊绳(23)；所述缓冲分吊绳(23)用于吊装轨控舱(6)；

所述防晃动单元(3)包括设置在缓冲防护网(4)四角位置处的四个电动收绳装置(31)、设置在飞行器(5)与每个电动收绳装置(31)之间的辅助吊绳(32)；所述电动收绳装置(31)的位置高于缓冲防护(4)网且低于起吊状态的飞行器(5)；

所述主吊单元(1)的总长度小于副吊单元(2)的总长度，且主吊单元(1)起吊后缓冲分吊绳(23)为松弛状态。

2.根据权利要求1所述的航天飞行器器舱分离试验用吊运缓冲系统，其特征在于所述副吊吊车(21)位于轨控舱(6)大端面前方。

3.根据权利要求1或2所述的航天飞行器器舱分离试验用吊运缓冲系统，其特征在于：所述防晃动单元(3)还包括挂在每个辅助吊绳(32)中部且能沿辅助吊绳滑动的吊坠(33)。

4.根据权利要求3所述的航天飞行器器舱分离试验用吊运缓冲系统，其特征在于：所述垂直缓冲器(22)为弹簧。

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