CN112208774A - 一种双模双余度应急弹射救生电子式开伞器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双模双余度应急弹射救生电子式开伞器，包括传感器组件、双模双余度控制电路组件、转接板组件、电源电路板组件、热电池组件和滤波输入输出组件，传感器组件、双模双余度控制电路组件、电源电路板组件和热电池组件均与转接板连接，电源电路板组件与滤波输入输出组件连接。本发明实现双余度监测控制技术输出点火控制信号，实现飞机故障失控等故障弹射座椅应急弹射离机时，安全可靠的输出点火电能，击发电起爆器，使救生伞安全射出，人‑椅分离，挽救飞行员的生命；提高安全性。
Description
技术领域
本发明涉及航天救生弹射技术领域，具体涉及一种双模双余度应急弹射救生电子式开伞器。
背景技术
目前，国内火箭弹射救生座椅分离系统配置的开伞器大部分是机械式开锁器，机械式开锁器需要进行定期维护并存在软拔销意外拔出的安全隐患，仅有的电子式开伞器在飞机正常飞行时处于断电不工作状态，无法时时监测开伞器工作状态，控制组件采用单余度设计，其工作任务可靠性较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种双模双余度应急弹射救生电子式开伞器，实现双余度监测控制技术输出点火控制信号，实现飞机故障失控等故障弹射座椅应急弹射离机时，安全可靠的输出点火电能，击发电起爆器，使救生伞安全射出，人-椅分离，挽救飞行员的生命；提高安全性。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种双模双余度应急弹射救生电子式开伞器，包括传感器组件、双模双余度控制电路组件、转接板组件、电源电路板组件、热电池组件和滤波输入输出组件，传感器组件、双模双余度控制电路组件、电源电路板组件和热电池组件均与转接板连接，电源电路板组件与滤波输入输出组件连接。
按照上述技术方案，所述的双模双余度的应急弹射救生电子式开伞器还包括盒体，传感器组件、双模双余度控制电路组件、转接板组件、电源电路板组件、热电池组件均固定于盒体内。
按照上述技术方案，传感器组件、双模双余度控制电路组件、电源电路板组件围绕热电池组件呈“回”字型固定布置于盒体内。
按照上述技术方案，传感器组件包括三余度压力传感器组件和温度传感器组件。
按照上述技术方案，盒体内设有静压腔体，压力传感器和温度传感器均单独固定在静压腔体内。
按照上述技术方案，静压腔体内与外界环境压力和环境温度连通。
按照上述技术方案，双模双余度控制电路组件包括相互连接的FPGA控制板组件和DSP控制板组件。
按照上述技术方案，热电池组件为热电池及激活器组件。
按照上述技术方案，电源电路板组件包括依次连接的抗尖峰浪涌电路、电源转换电路、抗干扰滤波电路、不间断供电电路。
按照上述技术方案，不间断供电电路为相互连接的高能钽混合电容器THCL-35V4600μF-K及外围二极管保护电路。
本发明具有以下有益效果：
本发明可给火箭弹射座椅分离系统救生伞射出、人-椅分离电起爆器击发提供的点火输入源，能时时监测起始信号和座椅弹射高度，通过双模双余度控制电路组件实现双余度监测控制技术输出点火控制信号，实现飞机故障失控等故障弹射座椅应急弹射离机时，安全可靠的输出点火电能，击发电起爆器，使救生伞安全射出，人-椅分离，挽救飞行员的生命；根据设备需求，通过控制逻辑的更新，可扩展应用到其他火箭弹射座椅分离系统。
附图说明
图1是本发明实施例中双模双余度应急弹射救生电子式开伞器的结构示意图；
图2是本发明实施例中双模双余度应急弹射救生电子式开伞器的工作流程图；
图中，1-FPGA控制板组件，2-传感器组件，3-DSP控制板组件，4-静压腔体，5-电源电路板组件，6-热电池及激活器组件，7-转接板组件，8-盒体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
参照图1～图2所示，本发明提供的一个实施例中的双模双余度应急弹射救生电子式开伞器，包括传感器组件2、双模双余度控制电路组件、转接板组件7、电源电路板组件5、热电池组件和滤波输入输出组件，传感器组件2、双模双余度控制电路组件、电源电路板组件5和热电池组件均与转接板连接，电源电路板组件5与滤波输入输出组件连接；传感器组件2、双模双余度控制电路组件、电源电路板组件5和热电池组件均通过转接板互相连接。
进一步地，所述的双模双余度的应急弹射救生电子式开伞器还包括盒体8，传感器组件2、双模双余度控制电路组件、转接板组件7、电源电路板组件5、热电池组件均固定于盒体8内。
进一步地，传感器组件2、双模双余度控制电路组件、电源电路板组件5围绕热电池组件呈“回”字型固定布置于盒体8内。
进一步地，滤波输入输出组件与电子式开伞器连接。
进一步地，传感器组件2包括三余度压力传感器组件和温度传感器组件；电源电路板组件5为三余度压力传感器组件、温度传感器组件、双模双余度控制电路组件供电，同时给高能钽混合电容器充电，三余度压力传感器组件和温度传感器组件时时感受高度和温度信号并转化成电信号时时传递给双模双余度控制电路组件，双模双余度控制电路组件将电信号转化成高度信号，只有当双模双余度控制电路板采集到弹射起始信号和热电池电压，并根据弹射高度执行固定的延迟时间后，双模双余度控制电路板才能输出点火控制信号，控制点火电能通过滤波输入输出组件输出。
进一步地，盒体8内设有静压腔体4，压力传感器和温度传感器均单独固定在静压腔体4内。
进一步地，静压腔体4内与外界环境压力和环境温度连通。
进一步地，双模双余度控制电路组件包括相互连接的FPGA控制板组件1和DSP控制板组件3；形成基于FPGA和DSP的双模双余度设计。
进一步地，热电池组件为热电池及激活器组件6；即相互连接的热电池本体和激活器组件，采用69351H热电池及激活器组件6。
进一步地，电源电路板组件5包括依次连接的抗尖峰浪涌电路、电源转换电路、抗干扰滤波电路、不间断供电电路。
进一步地，不间断供电电路为相互连接的高能钽混合电容器THCL-35V4600μF-K及外围二极管保护电路。
本发明的工作原理：飞机正常飞行时，产品由机上电源上电后，电源电路板组件5完成电源滤波、电源转换及隔离同时给大电容组件充电，并给传感器电路板组件、双模双余度控制板组件提供电能；三余度压力传感器时时感受三路静压信号，双模双余度控制板组件时时采集压力传感器信号和弹射起始信号，并将传感器信号转换成高度信号。
当座椅应急弹射时，机上电源断开，此时由大电容组件给系统供电，来自座椅操纵系统的高压燃气进入热电池组件，激活热电池继续为系统供电，电子开伞器感受座椅弹射出舱后固定时间内的弹射高度，按照座椅弹射时的不同高度对应的不同延迟时间进行延时后输出点火电能。
若机上电源异常掉电，启动座椅弹射，电子式开伞器依赖热电池激活后电能供电，仍可按照预定程序输出点火电能。
本发明的实施过程，包括以下步骤：
步骤1、三余度压力传感器和温度传感器时时感受电子式开伞器所处环境的压力信号和温度信号，并转化成电信号传递给双模双余度控制电路板组件。
步骤2、当座椅应急弹射时，来自座椅操纵系统的高压燃气激活撞击激活器中的剪切铜丝并激活热电池，双模双余度控制电路板将剪切铜丝断开作为起始信号，并作为弹射控制程序执行的起始零点。
步骤3、双模双余度控制电路板组件立即采集起始信号产生后0.3s内的压力信号并通过Q定点运算法转化成高度信号，并将该高度信号作为弹射高度。
步骤4、当弹射高度≤3000时，双模双余度控制板执行0.9s延时控制，当3000m＜弹射高度≤4000m时，双模双余度控制板执行1.0s延时控制，当弹射高度＞4000m,双模双余度控制板先执行1.0s延时控制，直到高度到达4000m。
步骤5、执行步骤4各种情况时，双模双余度控制板同时采集热电池电压≥2.5V后，立即通过能量累积的方法输出多余度点火控制信号。
步骤6、电源电路板点火输出电路接收到来自双模双余度控制电路板的多余度点火输出控制信号，点火输出电路接收多余度点火输出控制信号控制固态继电器多级控制点火电能安全可靠的输出。
本发明提出一种综合弹射起始信号和热电池电压信号，判断弹射高度后执行不同延时策略点火输出的方法，采用该技术可实现飞机发生不可挽回故障座椅应急弹射时，根据飞机飞行不同高度执行不同的延时策略及时输出点火电能，触发弹射座椅点火机构，使救生伞射出、人-椅分离，挽救飞行员的生命。基于双模双余度的控制方法极大的提高了电子式开伞器的点火输出的可靠性和安全性。该技术也可以应用其他需要能量击发的机电装备中，具有良好的应用前景。
以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种双模双余度应急弹射救生电子式开伞器，其特征在于，包括传感器组件、双模双余度控制电路组件、转接板组件、电源电路板组件、热电池组件和滤波输入输出组件，传感器组件、双模双余度控制电路组件、电源电路板组件和热电池组件均与转接板连接，电源电路板组件与滤波输入输出组件连接。
2.根据权利要求1所述的双模双余度应急弹射救生电子式开伞器，其特征在于，所述的双模双余度的应急弹射救生电子式开伞器还包括盒体，传感器组件、双模双余度控制电路组件、转接板组件、电源电路板组件、热电池组件均固定于盒体内。
3.根据权利要求1所述的双模双余度应急弹射救生电子式开伞器，其特征在于，传感器组件、双模双余度控制电路组件、电源电路板组件围绕热电池组件呈“回”字型固定布置于盒体内。
4.根据权利要求1所述的双模双余度应急弹射救生电子式开伞器，其特征在于，传感器组件包括三余度压力传感器组件和温度传感器组件。
5.根据权利要求2所述的双模双余度应急弹射救生电子式开伞器，其特征在于，盒体内设有静压腔体，压力传感器和温度传感器均单独固定在静压腔体内。
6.根据权利要求5所述的双模双余度应急弹射救生电子式开伞器，其特征在于，静压腔体内与外界环境压力和环境温度连通。
7.根据权利要求1所述的双模双余度应急弹射救生电子式开伞器，其特征在于，双模双余度控制电路组件包括相互连接的FPGA控制板组件和DSP控制板组件。
8.根据权利要求1所述的双模双余度应急弹射救生电子式开伞器，其特征在于，热电池组件为热电池及激活器组件。
9.根据权利要求1所述的双模双余度应急弹射救生电子式开伞器，其特征在于，电源电路板组件包括依次连接的抗尖峰浪涌电路、电源转换电路、抗干扰滤波电路、不间断供电电路。
10.根据权利要求9所述的双模双余度应急弹射救生电子式开伞器，其特征在于，不间断供电电路为相互连接的高能钽混合电容器THCL-35V4600μF-K及外围二极管保护电路。
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