CN111323735A - 多级火箭分离电连接器插合状态检测装置及其火箭 - Google Patents

多级火箭分离电连接器插合状态检测装置及其火箭 Download PDF

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Abstract

本申请涉及航空航天技术领域，尤其涉及一种多级火箭分离电连接器插合状态检测装置及其火箭。由于本申请多级火箭分离电连接器插合状态检测装置中每级中的分离电连接器无论是地面测试还是空中飞行时，仅是通过从负母线引出的信号线与该级的智能检测组合连接，实现插合状态信号的传输，因此在本申请中每级的分离电连接器插合状态检测所用的芯数为一个，其在占用上比传统检测方法节省约75％的芯数，从而减小了分离电连接器尺寸，减轻了电缆网的连接复杂度和重量，增加了火箭的运载能力。

Description

多级火箭分离电连接器插合状态检测装置及其火箭
技术领域
本申请涉及航空航天技术领域，尤其涉及一种多级火箭分离电连接器插合状态检测装置及其火箭。
背景技术
一般多级火箭的供配电和时序控制采用集中式的控制方法，火箭各级之间的信号流量和通路较多，这就对火箭各级之间的分离电连接器的插合状态提出了较高的要求。同时，在火箭的飞行过程中需要经历复杂的力学、热学和电磁环境，如果由于某种应力，电连接器未能可靠连接或电连接器分离失败，火箭各级之间的供配电和时序控制将会出现短路或断路的情况，从而导致出现火箭飞行失败等不可估量的后果，因此无论在火箭的地面测试中还是在火箭的飞行过程中，都需要对分离电连接器的插合状态进行实时监测，以提供更多的测量数据，便于系统故障信息分析。
当前，现有技术中，对多级火箭分离电连接器的检测方法如图1所示，以J级火箭，即共有J个分离面，每个分离面有K对分离电连接器为例介绍。
在地面测试时，由地面测发控系统110对各个分离电连接器的插合状态进行检测，如图1中A号线所示。地面测发控系统110发出一个高电平信号，经T11/Z11-T21/Z21-……-TJ1/ZJ1之后，再经ZJ1/TJ1-……-Z21/T21-Z11/T11，再经T12/Z12-T22/Z22-……-TJ2/ZJ2，再经ZJ2/TJ2-……-Z22/T22-Z12/T12，……，再经T1K/Z1K-T2K/Z2K-……-TJK/ZJK，再经ZJK/TJK-……-Z2K/T2K-Z1K/T1K之后，返回地面测发控系统110，此时若地面测发控系统110能检测到该高电平信号，则多级火箭的所有分离电连接器插合正常，否则插合异常。
在飞行过程中，由火箭各级智能检测组合对分离电连接器的插合状态进行检测，如图1中(1)号线、(2)号线……(J)号线所示。各级智能检测组合(121、122、……12J)检测到各分离电连接器的插合状态后通过无线传输方式传送给地面测发控系统110。具体的，Ⅰ级智能检测组合121引出一根导线经Z11-T11-Z12-T12-……-Z1K-T1K后再次回到Ⅰ级智能检测组合121，这样Ⅰ级智能检测组合121发出一个高电平信号，经Z11/T11-T11/Z11-Z12/T12-T12/Z12-……-Z1K/T1K-T1K/Z1K之后，返回至Ⅰ级智能检测组合121，若Ⅰ级智能检测组合121能检测到该高电平信号，则Z11/T11、Z12/T12、……Z1K/T1K分离电连接器插合正常，否则分离电连接器插合异常。Ⅱ级智能检测组合122、……、J级智能检测组合12J的检测原理与Ⅰ级智能检测组合121相同。
上述现有技术中的检测装置的缺点是在分离电连接器上占用了过多的芯数，如图所示，每对分离电连接器上均占用了四个芯数。而分离连接器是火箭各舱段信号连接的桥梁，如果其芯数过多，则会增大分离电连接器的横截面积，从而增加了火箭舱段的厚度和重量；同时分离电连接器的芯数增多，相应的电缆网规模和重量也会随之增加，进而影响火箭的运载能力和生产成本。
因此，如何减小多级火箭分离电连接器的芯数，从而降低火箭舱段的厚度和重量，增大火箭的运载能力，进而降低火箭的生产成本，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
本申请提供了一种多种火箭分离电连接器插合状态检测装置及其火箭，以减小多级火箭分离电连接器的芯数，从而降低火箭舱段的厚度和重量、增大火箭的运载能力，进而降低火箭的生产成本。
为解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：
一种多级火箭分离电连接器插合状态检测装置，包括：正母线、负母线、多级智能检测组合和每级智能检测组合对应检测的该级的多对分离电连接器；第一级中的第一对分离电连接器通过正母线、负母线连接至第一级智能检测组合，其余级中的第一对分离电连接器通过正母线、负母线连接至上一级智能检测组合和该级智能检测组合，其中正母线和负母线用于连接电源，以为每级智能检测组合提供电能；从负母线引出作为插合状态测量的信号线，所述信号线通过每一级的每对分离电连接器连接至该级的智能检测组合，以通过该信号线传递低电平信号；若智能检测组合接收到该信号线传递的低电平信号，则相应的分离电连接器插合正常，反之相应的分离电连接器插合异常。
如上所述的多级火箭分离电连接器插合状态检测装置，其中，优选的是吗，还包括：箭上电源，所述箭上电源通过正母线和负母线与各级智能检测组合连接，以为各级智能检测组合提供电源。
如上所述的多级火箭分离电连接器插合状态检测装置，其中，优选的是，所述箭上电源在火箭飞行过程中为各级智能检测组合提供电能。
如上所述的多级火箭分离电连接器插合状态检测装置，其中，优选的是，在连接智能检测组合和箭上电源之间的正母线和负母线上均设置开关。
如上所述的多级火箭分离电连接器插合状态检测装置，其中，优选的是，还包括：地面电源和用于对各级智能检测组合发送的插合状态信息进行显示判断的地面测发控系统，地面测发控系统通过正母线和负母线与第一级中的第一对分离电连接器连接，并且还通过正母线和负母线与地面电源连接，以通过地面电源为各级智能检测组合和地面测发控系统提供电能。
如上所述的多级火箭分离电连接器插合状态检测装置，其中，优选的是，所述地面电源在进行地面测试时为各级智能检测组合提供电能。
如上所述的多级火箭分离电连接器插合状态检测装置，其中，优选的是，在连接地面测发控系统和地面电源之间的正母线和负母线上均设置开关。
如上所述的多级火箭分离电连接器插合状态检测装置，其中，优选的是，还包括总线，第一级中的第一对分离电连接器通过总线连接至第一级智能检测组合，其余级中的第一对分离电连接器通过总线连接至上一级智能检测组合和该级智能检测组合，以通过总线作为相邻的两级智能检测组合之间信息传递的通道。
如上所述的多级火箭分离电连接器插合状态检测装置，其中，优选的是，在进行地面测试时，地面测发控系统通过总线与第一级中的第一对分离电连接器连接，以通过总线接收各级智能检测组合对每对分离电连接器检测的插合状态信息。
一种火箭，包括上述任一项所述的多级火箭分离电连接器插合状态检测装置，所述插合状态检测装置中的各级智能检测组合分别布置在火箭的各级舱段，并且各个智能检测组合对应的每对分离电连接器的两部分分别布置在火箭相邻的两个舱段上。
相对上述背景技术，本发明所提供的多级火箭分离电连接器插合状态检测装置中每级中的分离电连接器无论是地面测试还是空中飞行时，仅是通过从负母线引出的信号线与该级的智能检测组合连接，实现插合状态信号的传输，因此在本申请中每级的分离电连接器插合状态检测所用的芯数为一个，其在占用上比背景技术中的传统检测方法节省约75％的芯数，从而减小了分离电连接器尺寸，减轻了电缆网的连接复杂度和重量，增加了火箭的运载能力，进而本申请实施例提供的多级火箭分离电连接器插合状态检测装置具有较高的工程应用价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术提供的多级火箭分离电连接器插合状态检测装置的示意图；
图2是本申请实施例提供的多级火箭分离电连接器插合状态检测装置示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
请参阅图2，图2是本申请实施例提供的多级火箭分离电连接器插合状态检测装置示意图。
以J级火箭，即共有J个分离面，每个分离面有K对分离电连接器为例介绍本申请提供的多级火箭分离电连接器插合状态检测装置。
本申请提供了一种多级火箭分离电连接器插合状态检测装置，包括：多级智能检测组合(Ⅰ级智能检测组合221、Ⅱ级智能检测组合222、……、J级智能检测组合22J)、每级智能检测组合对应检测的该级的多对分离电连接器(Ⅰ级智能检测组合221对应检测分离电连接器T11/Z11、T12/Z12……T1K/Z1K，Ⅱ级智能检测组合222对应检测分离电连接器T21/Z21、T22/Z22……T2K/Z2K，……J级智能检测组合22J对应检测分离电连接器TJ1/ZJ1、TJ2/ZJ2……TJK/ZJK)、正母线(+B)和负母线(-B)。其中，第一级中的第一对分离电连接器T11/Z11通过正母线(+B)、负母线(-B)连接至第一级智能检测组合(Ⅰ级智能检测组合221)，其余级中的第一对分离电连接器通过正母线、负母线连接至上一级智能检测组合和该级智能检测组合，例如：第二级中的分离电连接器T21/Z21通过、正母线(+B)、负母线(-B)连接至Ⅰ级智能检测组合221和Ⅱ级智能检测组合222，第J级中的分离电连接器TJ1/ZJ1通过、正母线(+B)、负母线(-B)连接至上一级智能检测组合和J级智能检测组合22J。其中，正母线(+B)和负母线(-B)用于连接电源，从而为每级智能检测组合提供电能。
另外，从负母线(-B)引出作为插合状态测量的信号线，该信号线通过每一级的每对分离电连接器连接至该级的智能检测组合，例如：从负母线(-B)引出的信号线通过分离电连接器T11/Z11连接至Ⅰ级智能检测组合221，从负母线(-B)引出的信号线通过分离电连接器TJ2/ZJ2连接至J级智能检测组合22J。从而通过该信号线传递低电平信号，使与之连接的智能检测组合通过是否接收到该信号线传递的低电平信号而检测出相应的分离电连接器的插合状态。
此外，本申请提供的多级火箭分离电连接器插合状态检测装置还包括箭上电源240，箭上电源240通过正母线(+B)和负母线(-B)与各级智能检测组合连接，以为各级智能检测组合提供电能。尤其，是在火箭飞行过程中为各级智能检测组合提供电能。优选的，为了便于控制箭上电源240与各级智能检测组合的电连接，在连接智能检测组合和箭上电源240之间的正母线(+B)和负母线(-B)上均设置开关，如图2所示，在正母线(+B)上设置开关K3，在负母线(-B)上设置开关K4。
在上述基础上，本申请还包括：地面电源230和用于对各级智能检测组合发送的插合状态信息进行显示判断的地面测发控系统210，地面测发控系统210通过正母线(+B)和负母线(-B)与第一级中的第一对分离电连接器T11/Z11连接，并且还通过正母线(+B)和负母线(-B)还与地面电源230连接，以通过地面电源230为各级智能检测组合和地面测发控系统210提供电能，尤其是在进行地面测试时为各级智能检测组合以及地面测发控系统210提供电能。优选的，为了便于控制地面电源230，在连接地面测发控系统210和地面电源230之间的正母线(+B)和负母线(-B)上均设置开关，如图2所示，在正母线(+B)上设置开关K2，在负母线(-B)上设置开关K1。
另外，本申请还包括总线(BUS,例如1553B总线)，第一级中的第一对分离电连接器T11/Z11通过总线(BUS)连接至第一级智能检测组合(Ⅰ级智能检测组合221)，其余级中的第一对分离电连接器通过总线连接至上一级智能检测组合和该级智能检测组合，例如：第二级中的分离电连接器T21/Z21通过总线(BUS)连接至Ⅰ级智能检测组合221和Ⅱ级智能检测组合222，第J级中的分离电连接器TJ1/ZJ1通过总线(BUS)连接至上一级智能检测组合和J级智能检测组合22J。上述总线用于作为相邻的两级智能检测组合之间信息传递的通道。在进行地面测试时，地面测发控系统210通过总线(BUS)与第一级中的第一对分离电连接器T11/Z11连接，以通过总线(BUS)接收各级智能检测组合对每对分离电连接器插合状态检测的插合状态信息；在飞行过程中，地面测发控系统210通过无线传输接收各级智能检测组合对每对分离电连接器插合状态检测的插合状态信息。
在进行测试时，通过正母线、负母线为各级智能检测组合提供电能，通过从负母线引出的信号线通入低电平信号，若智能检测组合接收到低电平信号，则与该信号线连接的分离电连接器插合正常，否则该分离电连接器插合异常。
具体的，如图2所示，在地面测试时，由地面电源230供电，开关K1、K2闭合，箭上电池240不供电，开关K3、K4断开，地面电源230通过正母线(+B)和负母线(-B)及其连接的分离电连接器(T11/Z11、T21/Z21……TJ1/ZJ1)依次供给箭上各级智能检测组合(I级智能检测组合、Ⅱ级智能检测组合，……，J级智能检测组合)电能，如图2(3)线所示。各级智能检测组合之间以及与地面测发控系统210之间通过总线(BUS,例如1553B总线)相连，如图2(1)线所示。
I级智能检测组合221的检测原理如图2中(2)线所示：-B母线通过分离电连接器T11/Z11进入I级智能检测组合221，-B母线通过分离电连接器T12/Z12进入I级智能检测组合221，……，-B母线通过分离电连接器T1K/Z1K进入I级智能检测组合221。I级智能检测组合221若能检测到相应的低电平信号(-B)，则相应的分离电连接器插合正常，否则分离电连接器插合异常。I级智能检测组合221将检测到的插合状态通过总线(BUS,例如1553B总线)实时发送给地面测发控系统210，由地面测发控系统210对插合状态进行显示判断。Ⅱ级智能检测组合222，……，J级智能检测组合22J的检测原理相同。
在飞行过程中，由箭上电池240供电，开关K3、K4闭合，地面电源230不供电，开关K1、K2断开，箭上电池240将正母线(+B)和负母线(-B)依次供给箭上各级智能检测组合，如图2中(3)线所示。各级智能检测组合之间通过总线(BUS,例如1553B总线)相连，如图2(1)线所示。此时火箭处于空中飞行状态，地面测发控系统210在地面，与火箭分离，地面测发控系统210的总线与各级智能检测组合之间的总线处于断开状态，不能接收总线信息。
I级智能检测组合221的检测原理如图2中(2)线所示：-B母线通过分离电连接器T11/Z11进入I级智能检测组合221，-B母线通过分离电连接器T12/Z12进入I级智能检测组合221，……，-B母线通过分离电连接器T1K/Z1K进入I级智能检测组合221。I级智能检测组合221若能检测到相应的低电平信号(-B)，则相应的分离电连接器插合正常，否则相应的分离电连接器插合异常。I级智能检测组合221将检测到的插合状态通过无线传输方式发送给地面测发控系统210，由地面测发控系统210对插合状态进行显示判断。Ⅱ级智能检测组合222，……，J级智能检测组合22J的检测原理相同。
由于本申请中每级中的分离电连接器无论是地面测试还是空中飞行时，仅是通过从负母线引出的信号线与该级的智能检测组合连接，实现插合状态信号的传输，因此在本申请中每级的分离电连接器插合状态检测所用的芯数为一个，其在占用上比背景技术中的传统检测方法节省约75％的芯数，从而减小了分离电连接器尺寸，减轻了电缆网的连接复杂度和重量，增加了火箭的运载能力，进而本申请实施例提供的多级火箭分离电连接器插合状态检测装置具有较高的工程应用价值。
本申请还提供了一种火箭，该火箭包括上述实施例中的多级火箭分离电连接器插合状态检测装置，该插合状态检测装置中的各级智能检测组合分别布置在火箭的各级舱段，并且各个智能检测组合对应的每对分离电连接器的两部分分别布置在火箭相邻的两个舱段上。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种多级火箭分离电连接器插合状态检测装置，其特征在于，包括：正母线、负母线、多级智能检测组合和每级智能检测组合对应检测的该级的多对分离电连接器；
第一级中的第一对分离电连接器通过正母线、负母线连接至第一级智能检测组合，其余级中的第一对分离电连接器通过正母线、负母线连接至上一级智能检测组合和该级智能检测组合，其中正母线和负母线用于连接电源，以为每级智能检测组合提供电能；
从负母线引出作为插合状态测量的信号线，所述信号线通过每一级的每对分离电连接器连接至该级的智能检测组合，以通过该信号线传递低电平信号；
若智能检测组合接收到该信号线传递的低电平信号，则相应的分离电连接器插合正常，反之相应的分离电连接器插合异常。
2.根据权利要求1所述的多级火箭分离电连接器插合状态检测装置，其特征在于，还包括：箭上电源，所述箭上电源通过正母线和负母线与各级智能检测组合连接，以为各级智能检测组合提供电源。
3.根据权利要求2所述的多级火箭分离电连接器插合状态检测装置，其特征在于，所述箭上电源在火箭飞行过程中为各级智能检测组合提供电能。
4.根据权利要求3所述的多级火箭分离电连接器插合状态检测装置，其特征在于，在连接智能检测组合和箭上电源之间的正母线和负母线上均设置开关。
5.根据权利要求1-4任一项所述的多级火箭分离电连接器插合状态检测装置，其特征在于，还包括：地面电源和用于对各级智能检测组合发送的插合状态信息进行显示判断的地面测发控系统，地面测发控系统通过正母线和负母线与第一级中的第一对分离电连接器连接，并且还通过正母线和负母线与地面电源连接，以通过地面电源为各级智能检测组合和地面测发控系统提供电能。
6.根据权利要求5所述的多级火箭分离电连接器插合状态检测装置，其特征在于，所述地面电源在进行地面测试时为各级智能检测组合提供电能。
7.根据权利要求5所述的多级火箭分离电连接器插合状态检测装置，其特征在于，在连接地面测发控系统和地面电源之间的正母线和负母线上均设置开关。
8.根据权利要求5所述的多级火箭分离电连接器插合状态检测装置，其特征在于，还包括总线，第一级中的第一对分离电连接器通过总线连接至第一级智能检测组合，其余级中的第一对分离电连接器通过总线连接至上一级智能检测组合和该级智能检测组合，以通过总线用于作为相邻的两级智能检测组合之间信息传递的通道。
9.根据权利要求6所述的多级火箭分离电连接器插合状态检测装置，其特征在于，在进行地面测试时，地面测发控系统通过总线与第一级中的第一对分离电连接器连接，以通过总线接收各级智能检测组合对每对分离电连接器插合状态检测的插合状态信息。
10.一种火箭，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的多级火箭分离电连接器插合状态检测装置，所述插合状态检测装置中的各级智能检测组合分别布置在火箭的各级舱段，并且各个智能检测组合对应的每对分离电连接器的两部分分别布置在火箭相邻的两个舱段上。
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