CN115950316A - 一种运载火箭用火工品自动保护与解保电路 - Google Patents

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王猛
杨欣茹
辛高波
夏守俊
徐杰伊
周恒保
张卫东
高耸
闫峰
李思衡
宋攀
曲岩松
刘虎
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Abstract

本发明涉及一种运载火箭用火工品自动保护与解保电路，属于运载火箭火工品保护技术领域；包括电磁继电器J1‑J4、磁保持继电器K1‑Kn、
Figure DDA0003876003260000011
个限流电阻、
Figure DDA0003876003260000012
个火工品和火工品母线；其中，每个电磁继电器设置有触点1‑触点6共6个触点；每个磁保持继电器设置有触点1和触点2；且每个磁保持继电器设置有前激励线圈和后激励线圈；实现运载火箭发射前火工品自动保护、解保等操作；本发明实现了火工品射前自动保护及解保控制，减少了人员上箭操作，降低了操作风险，提高了火工品安全性。

Description

一种运载火箭用火工品自动保护与解保电路
技术领域
本发明属于运载火箭火工品保护技术领域，涉及一种运载火箭用火工品自动保护与解保电路。
背景技术
目前国内运载火箭在火工品接入控制电路后，为防止火工品的误爆，通常采用短路保护插头将各火工品的正负端短路，火工品短路保护插头在发射前人工取下，该项工作属于临射前上箭操作，风险较高。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种运载火箭用火工品自动保护与解保电路，实现了火工品射前自动保护及解保控制，减少了人员上箭操作，降低了操作风险，提高了火工品安全性。
运载火箭上大量使用火工品装置完成火箭的点火、分离等关键动作。为保障火箭发射前火工品的安全性，一般采用短路头将火工品正端和负端短接，并在火箭发射前由人员上箭将短路头取下。随着火箭发射安全性要求进一步提高，火箭发射前需实现无人值守，人工插拔短路保护头的方式将不能适用。
本发明解决技术的方案是：
一种运载火箭用火工品自动保护与解保电路，包括电磁继电器J1-J4、磁保持继电器K1-Kn、
Figure BDA0003876003240000011
个限流电阻、
Figure BDA0003876003240000012
个火工品和火工品母线；其中，每个电磁继电器设置有触点1-触点6共6个触点；每个磁保持继电器设置有触点1和触点2；且每个磁保持继电器设置有前激励线圈和后激励线圈；
电磁继电器J1-J4并联后与外部地面测发控系统连接；
电磁继电器J1-J4的触点1先并联后再串联组成第一电路；电磁继电器J1-J4的触点2先并联后再串联组成第二电路；磁保持继电器K1-Kn的前激励线圈并联组成第三电路；第二电路与第三电路并联且与第一电路串联后与外部地面测发控系统连接；
电磁继电器J1-J4的触点5先并联后再串联组成第四电路；电磁继电器J1-J4的触点6先并联后再串联组成第五电路；磁保持继电器K1-Kn的后激励线圈并联组成第六电路；第五电路与第六电路并联且与第四电路串联后与外部地面测发控系统连接；
电磁继电器J1-J4的触点3先并联后再串联后与外部运载火箭测量系统连接；
电磁继电器J1-J4的触点4分别与外部运载火箭测量系统连接；
磁保持继电器K1-Kn的触点1分别与外部运载火箭测量系统连接；
磁保持继电器K1-Kn中，每2个磁保持继电器的触点2一组，将磁保持继电器K1-Kn的触点2分为
Figure BDA0003876003240000021
组；每个限流电阻和1个火工品串联组成1组串联电路；每组中2个磁保持继电器触点2的解保点位分别与外部运载火箭测量系统连接、2个磁保持继电器触点2的保护点位与串联电路并联后，与火工品母线连接。
在上述的一种运载火箭用火工品自动保护与解保电路，n为偶数，且n大于2。
在上述的一种运载火箭用火工品自动保护与解保电路，当外部地面测发控系统发出火工品解控指令至自动保护与解保电路时，电磁继电器J1-J4的所有触点同时动作；电磁继电器J1-J4的触点1、触点4、触点5均由打开状态变成闭合状态，同时电磁继电器J1-J4的触点2、触点3、触点6均由常闭状态变成打开状态；完成火工品解控。
在上述的一种运载火箭用火工品自动保护与解保电路，同时电磁继电器J1-J4的触点3、触点4的状态、解控状态分别发送至外部地面测发控系统和外部运载火箭测量系统。
在上述的一种运载火箭用火工品自动保护与解保电路，当外部地面测发控系统发出火工品保护指令至自动保护与解保电路时，驱动磁保持继电器K1-Kn的前激励线圈，磁保持继电器K1-Kn的触点1由打开状态变成闭合状态；磁保持继电器K1-Kn的触点2从解保点位连通切换到保护点位连通，完成火工品的短路保护。
在上述的一种运载火箭用火工品自动保护与解保电路，磁保持继电器K1-Kn的触点1的状态、触点2的点位状态、火工品的短路保护状态分别发至外部地面测发控系统和外部运载火箭测量系统。
在上述的一种运载火箭用火工品自动保护与解保电路，当外部地面测发控系统发出火工品解保指令至自动保护与解保电路时，驱动磁保持继电器K1-Kn的后激励线圈；磁保持继电器K1-Kn的触点1由打开状态变成闭合状态；磁保持继电器K1-Kn的触点2从保护点位连通切换到解保点位连通，完成火工品线路的解保。
在上述的一种运载火箭用火工品自动保护与解保电路，磁保持继电器K1-Kn的触点1的状态、触点2的点位状态、火工品线路的解保状态分别发至外部地面测发控系统和外部运载火箭测量系统。
在上述的一种运载火箭用火工品自动保护与解保电路，所述火工品解控指令、火工品保护指令和火工品解保指令均为28V带电脉冲指令，脉冲宽度为100ms。
在上述的一种运载火箭用火工品自动保护与解保电路，自动保护与解保电路通过RS422总线将解控状态、火工品的短路保护状态、火工品线路的解保状态、磁保持继电器K1-Kn的触点1的状态、触点2的点位状态发送至外部地面测发控系统和外部运载火箭测量系统。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)本发明将火工品控制指令正端与火工品供电负母线引入火工品自动保护及解保装置，利用火工品自动保护及解保装置内部的继电器触点进行短接或断开，以实现火工品短路保护或解保功能；
(2)本发明为避免磁保持继电器K1～Kn受异常指令或干扰驱动导致状态异常翻转，采用四组电磁继电器J1～J4触点先并联再串联后组成的“常闭”触点对的磁保持继电器K1～Kn线圈进行短接锁定，若需要对磁保持继电器K1～Kn进行控制，则需要由运载火箭地面设备发送解控指令，进行继电器J1～J4线圈加电，控制继电器J1～J4触点打开，解除磁保持继电器K1～Kn线圈的锁定；
(3)本发明在火箭地面设备发送火工品保护指令和火工品解保指令的通路上串联继电器J1～J4先并联后串联的的“常开触点”，火工品保护/解保指令与解控指令形成继电器互锁电路，提高火工品保护/解保指令指令控制安全性；
附图说明
图1为本发明自动保护与解保电路图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
本发明提供一种运载火箭用火工品自动保护与解保电路，实现运载火箭发射前火工品自动保护、解保等操作，实现了火工品射前自动保护及解保控制，减少了人员上箭操作，降低了操作风险，提高了火工品安全性。
火工品自动保护与解保电路，如图1所示，具体包括电磁继电器J1-J4、磁保持继电器K1-Kn、
Figure BDA0003876003240000041
个限流电阻、
Figure BDA0003876003240000042
个火工品和火工品母线；其中，每个电磁继电器设置有触点1-触点6共6个触点；每个磁保持继电器设置有触点1和触点2；且每个磁保持继电器设置有前激励线圈和后激励线圈；n为偶数，且n大于2。
本发明对各电磁继电器和各磁保持继电器的触点进行了详细的设计，具体为：
电磁继电器J1-J4并联后与外部地面测发控系统连接。
电磁继电器J1-J4的触点1先并联后再串联组成第一电路；电磁继电器J1-J4的触点2先并联后再串联组成第二电路；磁保持继电器K1-Kn的前激励线圈并联组成第三电路；第二电路与第三电路并联且与第一电路串联后与外部地面测发控系统连接。
电磁继电器J1-J4的触点5先并联后再串联组成第四电路；电磁继电器J1-J4的触点6先并联后再串联组成第五电路；磁保持继电器K1-Kn的后激励线圈并联组成第六电路；第五电路与第六电路并联且与第四电路串联后与外部地面测发控系统连接。
电磁继电器J1-J4的触点3先并联后再串联后与外部运载火箭测量系统连接。
电磁继电器J1-J4的触点4分别与外部运载火箭测量系统连接。
磁保持继电器K1-Kn的触点1分别与外部运载火箭测量系统连接。
磁保持继电器K1-Kn中，每2个磁保持继电器的触点2一组，将磁保持继电器K1-Kn的触点2分为
Figure BDA0003876003240000051
组；每个限流电阻和1个火工品串联组成1组串联电路；每组中2个磁保持继电器触点2的解保点位分别与外部运载火箭测量系统连接、2个磁保持继电器触点2的保护点位与串联电路并联后，与火工品母线连接。
实际工作中，外部地面测发控系统通过三个指令与自动保护与解保电路进行指令传输，分别为火工品解控指令、火工品保护指令和火工品解保指令。具体电路工作过程为：
当外部地面测发控系统发出火工品解控指令至自动保护与解保电路时，电磁继电器J1-J4的所有触点同时动作；电磁继电器J1-J4的触点1、触点4、触点5均由打开状态变成闭合状态，同时电磁继电器J1-J4的触点2、触点3、触点6均由常闭状态变成打开状态；完成火工品解控。同时电磁继电器J1-J4的触点3、触点4的状态、解控状态分别发送至外部地面测发控系统和外部运载火箭测量系统。
当外部地面测发控系统发出火工品保护指令至自动保护与解保电路时，驱动磁保持继电器K1-Kn的前激励线圈，磁保持继电器K1-Kn的触点1由打开状态变成闭合状态；磁保持继电器K1-Kn的触点2从解保点位连通切换到保护点位连通，完成火工品的短路保护。磁保持继电器K1-Kn的触点1的状态、触点2的点位状态、火工品的短路保护状态分别发至外部地面测发控系统和外部运载火箭测量系统。
当外部地面测发控系统发出火工品解保指令至自动保护与解保电路时，驱动磁保持继电器K1-Kn的后激励线圈；磁保持继电器K1-Kn的触点1由打开状态变成闭合状态；磁保持继电器K1-Kn的触点2从保护点位连通切换到解保点位连通，完成火工品线路的解保。磁保持继电器K1-Kn的触点1的状态、触点2的点位状态、火工品线路的解保状态分别发至外部地面测发控系统和外部运载火箭测量系统。
所述火工品解控指令、火工品保护指令和火工品解保指令均为28V带电脉冲指令，脉冲宽度为100ms。
自动保护与解保电路通过RS422总线将解控状态、火工品的短路保护状态、火工品线路的解保状态、磁保持继电器K1-Kn的触点1的状态、触点2的点位状态发送至外部地面测发控系统和外部运载火箭测量系统。
将火工品控制指令正端与火工品供电负母线引入火工品自动保护及解保装置，利用火工品自动保护及解保装置内部的继电器触点进行短接或断开，以实现火工品短路保护或解保功能。火工品自动保护及解保装置接受来自火箭地面设备的控制指令，完成火工品的自动保护及解保。
进一步，为避免磁保持继电器K1～Kn受异常指令或干扰驱动导致状态异常翻转，采用四组继电器J1～J4触点先并联再串联后组成的“常闭”触点对的磁保持继电器K1～Kn线圈进行短接锁定，若需要对磁保持继电器K1～Kn进行控制，则需要由运载火箭地面设备发送解控指令，进行继电器J1～J4线圈加电，控制继电器J1～J4触点打开，解除磁保持继电器K1～Kn线圈的锁定。
进一步，在火箭地面设备发送火工品保护指令和火工品解保指令的通路上串联继电器J1～J4先并联后串联的的“常开触点”，火工品保护/解保指令与解控指令形成继电器互锁电路，提高火工品保护/解保指令的控制安全性。
进一步，继电器J1～J4触点开关状态、磁保持继电器K1～Kn触点开关状态、继电器J1～J4触点先并联再串联后的总开关状态、磁保持继电器K1～Kn触点串联后总开关状态由火工品自动保护与解保装置采集，并通过RS422总线发送至箭上测量系统与火箭地面设备。
进一步，火工品保护装置在射前完成火工品解保后，继电器K1～Kn处于断开，火工品自动保护与解保装置对继电器K1～Kn串联后用于火工品保护的触点反向状态进行采样，采样电路与火工品控制线路物理隔离，保证火工品保护与解保状态内部采样线路不对火工品控制线路产生影响。
进一步，为降低磁保持继电器K1～Kn衔铁受外界振动和冲击影响，在磁保持继电器K1～Kn布局安装时，将串联的两个磁保持继电器互相垂直摆放，避免两个继电器敏感方向在一个方向。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种运载火箭用火工品自动保护与解保电路，其特征在于：包括电磁继电器J1-J4、磁保持继电器K1-Kn、
Figure FDA0003876003230000011
个限流电阻、
Figure FDA0003876003230000012
个火工品和火工品母线；其中，每个电磁继电器设置有触点1-触点6共6个触点；每个磁保持继电器设置有触点1和触点2；且每个磁保持继电器设置有前激励线圈和后激励线圈；
电磁继电器J1-J4并联后与外部地面测发控系统连接；
电磁继电器J1-J4的触点1先并联后再串联组成第一电路；电磁继电器J1-J4的触点2先并联后再串联组成第二电路；磁保持继电器K1-Kn的前激励线圈并联组成第三电路；第二电路与第三电路并联且与第一电路串联后与外部地面测发控系统连接；
电磁继电器J1-J4的触点5先并联后再串联组成第四电路；电磁继电器J1-J4的触点6先并联后再串联组成第五电路；磁保持继电器K1-Kn的后激励线圈并联组成第六电路；第五电路与第六电路并联且与第四电路串联后与外部地面测发控系统连接；
电磁继电器J1-J4的触点3先并联后再串联后与外部运载火箭测量系统连接；
电磁继电器J1-J4的触点4分别与外部运载火箭测量系统连接；
磁保持继电器K1-Kn的触点1分别与外部运载火箭测量系统连接；
磁保持继电器K1-Kn中，每2个磁保持继电器的触点2一组，将磁保持继电器K1-Kn的触点2分为
Figure FDA0003876003230000013
组；每个限流电阻和1个火工品串联组成1组串联电路；每组中2个磁保持继电器触点2的解保点位分别与外部运载火箭测量系统连接、2个磁保持继电器触点2的保护点位与串联电路并联后，与火工品母线连接。
2.根据权利要求1所述的一种运载火箭用火工品自动保护与解保电路，其特征在于：n为偶数，且n大于2。
3.根据权利要求1所述的一种运载火箭用火工品自动保护与解保电路，其特征在于：当外部地面测发控系统发出火工品解控指令至自动保护与解保电路时，电磁继电器J1-J4的所有触点同时动作；电磁继电器J1-J4的触点1、触点4、触点5均由打开状态变成闭合状态，同时电磁继电器J1-J4的触点2、触点3、触点6均由常闭状态变成打开状态；完成火工品解控。
4.根据权利要求3所述的一种运载火箭用火工品自动保护与解保电路，其特征在于：电磁继电器J1-J4的触点3、触点4的状态、解控状态分别发送至外部地面测发控系统和外部运载火箭测量系统。
5.根据权利要求4所述的一种运载火箭用火工品自动保护与解保电路，其特征在于：当外部地面测发控系统发出火工品保护指令至自动保护与解保电路时，驱动磁保持继电器K1-Kn的前激励线圈，磁保持继电器K1-Kn的触点1由打开状态变成闭合状态；磁保持继电器K1-Kn的触点2从解保点位连通切换到保护点位连通，完成火工品的短路保护。
6.根据权利要求5所述的一种运载火箭用火工品自动保护与解保电路，其特征在于：磁保持继电器K1-Kn的触点1的状态、触点2的点位状态、火工品的短路保护状态分别发至外部地面测发控系统和外部运载火箭测量系统。
7.根据权利要求6所述的一种运载火箭用火工品自动保护与解保电路，其特征在于：当外部地面测发控系统发出火工品解保指令至自动保护与解保电路时，驱动磁保持继电器K1-Kn的后激励线圈；磁保持继电器K1-Kn的触点1由打开状态变成闭合状态；磁保持继电器K1-Kn的触点2从保护点位连通切换到解保点位连通，完成火工品线路的解保。
8.根据权利要求7所述的一种运载火箭用火工品自动保护与解保电路，其特征在于：磁保持继电器K1-Kn的触点1的状态、触点2的点位状态、火工品线路的解保状态分别发至外部地面测发控系统和外部运载火箭测量系统。
9.根据权利要求8所述的一种运载火箭用火工品自动保护与解保电路，其特征在于：所述火工品解控指令、火工品保护指令和火工品解保指令均为28V带电脉冲指令，脉冲宽度为100ms。
10.根据权利要求9所述的一种运载火箭用火工品自动保护与解保电路，其特征在于：自动保护与解保电路通过RS422总线将解控状态、火工品的短路保护状态、火工品线路的解保状态、磁保持继电器K1-Kn的触点1的状态、触点2的点位状态发送至外部地面测发控系统和外部运载火箭测量系统。
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