CN206092211U - 一种集成式机电驱动安全保险点火系统 - Google Patents

Abstract

一种集成式机电驱动安全保险点火系统，包括爆炸序列(1)、保险与解保控制装置(2)，保险与解保控制装置(2)包括解保模块(9)、复位模块(10)和隔离机构(11)，隔离机构(11)设置在爆炸序列(1)上。安全状态下，隔离机构(11)阻断爆炸序列(1)的爆轰波传递路径；收到解锁信号后，解保模块(9)驱动隔离机构(11)从保险位置转换到解保位置，并由复位模块(10)对隔离机构(11)的位置进行锁定，使隔离机构(11)保持在解保位置导通爆炸序列(1)的爆轰波传递路径；收到复位信号后，复位模块(10)解除对隔离机构(11)的锁定，隔离机构(11)在解保模块(9)的作用下恢复到保险状态，阻断爆炸序列(1)的爆轰波传递路径。

Description

一种集成式机电驱动安全保险点火系统

技术领域

本实用新型涉及一种固体火箭发动机点火系统，可应用于航天、航空、船舶、兵器等领域。

背景技术

传统的固体火箭发动机通常采用火工品系统完成点火，火工品系统通常包含起爆器、导爆索、隔板点火器、点火药盒等组件。为了在任务处理过程中保证安全，一般会在起爆器和导爆索之间增加安全保险装置，将火工品系统中较为敏感的元件进行隔断，以保障后续火工品的安全。在发射过程中，通过控制安全保险装置解除隔断，火工品系统便可以正常工作，完成预定的发动机点火功能。

火工品系统中的火工组件繁多，各个组件均需进行独立检查、测试、包装、转运、贮存和安装等，需要较多的火工品专业技能人才参与到日常的维护保养，对保障性提出了较高的要求。另一方面，火工品系统在设计时通常都是通过简单的指令，可以直接解除系统保险，使其在非正常条件下点火发射；甚至，越过安全保险装置，直接引爆导爆索组件即可使系统点火，因此这种非正常条件下的点火发射又不易控制。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是：为了解决保障性和系统安全性这一矛盾，提出了一种集成式机电驱动安全保险点火系统，将整个火工品系统和安全保险装置进行集成，使通常的多个产品成为一套产品，减少了检查、测试环节，更有利于包装、转运、贮存和安装，提升了保障性；同时设计解除保险需要密码，直接引爆导爆索组件也无法点燃后续装药，安全性得到了前所未有的提升。另外，由于进行了组件集成，产品的制造生产成本、后续维护保养成本等均有一定程度的下降。

本实用新型的技术解决方案是：一种集成式机电驱动安全保险点火系统，包括爆炸序列、保险与解保控制装置，所述的保险与解保控制装置包括解保模块、复位模块和隔离机构，其中隔离机构设置在爆炸序列上；安全状态下，隔离机构阻断爆炸序列的爆轰波传递路径；收到解锁信号后，解保模块驱动隔离机构从保险位置转换到解保位置，并由复位模块对隔离机构的位置进行锁定，使隔离机构保持在解保位置导通爆炸序列的爆轰波传递路径；收到复位信号后，复位模块解除对隔离机构的锁定，隔离机构在解保模块的作用下恢复到保险状态，阻断爆炸序列的爆轰波传递路径。

所述的保险与解保控制装置还包括供电控制模块，需要解除保险时，供电控制模块接收外部输入的密码并在确认密码正确后为解保模块和复位模块供电。

所述的隔离机构为圆片状结构，圆片状结构的表面设有通孔，作为爆轰波的传递通道，圆片状结构的侧面设有凹槽，与复位模块配合进行锁定。

所述的隔离机构的材料为不锈钢13Cr11Ni2W2MoV或钛合金。

所述的解保模块为有限转角力矩电动机，通过电机转轴与隔离机构连接并带动隔离机构在保险位置和解除保险位置间转换。

所述的复位模块为直线电磁铁，直线电磁铁上具有与隔离机构侧面的凹槽相配合的芯杆。

所述的爆炸序列包括起爆器、隔板点火器、点火药盒和主装药，所述的隔离机构位于起爆器和隔板点火器之间。

所述的爆炸序列还包括导爆索组件，所述的导爆索组件位于起爆器和隔离机构之间。

所述的起爆器具备钝感双防能力，除起爆器使用起爆药外，隔板点火器、点火药盒、主装药均不含起爆药，使用全钝感装药。

所述的主装药采用BPN药柱，装药密度大于1.7g/cm³。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：

(1)本实用新型各火工组件在专业厂家进行装配调试合格，火工组件间传爆间隙控制合理，整机工作性能、安全性能通过验收考核合格后使用，可靠性和安全性可以得到更好的保障。

(2)本实用新型集成了各火工组件，使得检查、测试、包装、转运、贮存和安装等环节方便易行，保障性更好。

(3)本实用新型可以根据需要取舍安装供电控制模块、导爆索等组件，拥有更广阔的应用环境，易于推广使用。

(4)本实用新型通过对火工品和驱动装置进行集成化配置，降低了保障难度，易于批量生产和推广使用，可用于武器系统弹射动力装置、固体火箭发动机等。

附图说明

图1为本实用新型的常规组成框图；

图2为本实用新型的最简组成框图；

图3为本实用新型保险与解保控制装置解保模块、复位模块和隔离机构之间的关系图；其中图a为安全状态，图b为战斗状态；

图4为本实用新型导爆索组件、隔板点火器、隔离机构间关系图；其中图a为安全状态，图b为战斗状态。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述。

如图1所示，本实用新型提供一种集成式机电驱动安全保险点火系统，包括爆炸序列1、保险与解保控制装置2。

爆炸序列1由起爆器3、导爆索组件4、隔板点火器5、点火药盒6、主装药7组成，爆炸序列1为双路冗余，起爆器3收到起爆信号后，输出爆轰波，通过导爆索组件4将起爆信号传递给隔板点火器5，隔板点火器5将起爆信号转化为燃烧，通过点火药盒6传递给主装药7，主装药7输出引燃后续装药，完成点火功能。在导爆索组件4和隔板点火器5间设置隔离机构11，通过保险与解保控制对隔离机构11在爆炸序列1中的状态进行控制，使其：在保险状态下可以隔断爆轰波，防止起爆器3、导爆索组件4意外工作导致主装药7工作，确保安全；在解保状态下可以导通爆轰波，起爆器3正常工作后通过爆炸序列1正常传递爆轰和燃烧信号，最终完成点火功能。

起爆器3应至少具备钝感双防能力，即至少具有1A1W5min不发火不失效，防静电防射频功能。除起爆器3允许少量使用起爆药外，导爆索组件4、隔板点火器5、点火药盒6、主装药7均不含起爆药，使用全钝感装药。

导爆索组件4采用无起爆药输出接头，隔板点火器5采用无起爆药隔板点火器，主装药7采用BPN药柱，装药密度大于1.7g/cm³。

保险与解保控制装置2由供电控制模块8、解保模块9、复位模块10和隔离机构11组成，通过供电控制模块8、解保模块9和复位模块10控制隔离机构11的状态，对应控制爆炸序列1爆轰波的隔断和导通。供电控制模块8接收到正确的密码指令或握手信号后，解保模块9供电回路导通，收到解锁信号后，解保模块9驱动隔离机构11从保险位置转换到解保位置，并由复位模块10对隔离机构11的位置进行锁定，使隔离机构11保持在解保位置，收到复位信号后，复位模块10解除对隔离机构11的锁定，隔离机构11在解保模块9的作用下恢复到保险状态。

如图2所示，本实用新型提供的集成式机电驱动安全保险点火系统可以有简化模式，相对于图1所示常规结构组成，去掉了导爆索组件4、供电控制模块8。去掉导爆索组件4后，起爆器3可以集成到点火系统的主体结构内部。也即在不需要外部敷设导爆索的条件下，可以取消导爆索组件4，由起爆器3直接起爆隔板点火器5。

如图3所示，为保险与解保控制装置2中解保模块9、复位模块10和隔离机构11的组成及位置关系示意，给出了解保模块9、复位模块10和隔离机构11在安全状态和战斗状态的位置关系。隔离机构11为圆片状结构，其表面上开有通孔，用于传递爆轰波。安全状态下，该通孔不在爆轰波的传递路径上，战斗状态下，解保模块9驱动隔离机构11旋转一个角度，使得通孔正好位于爆轰波的传递路径上。所述圆片状结构的侧边设有凹槽，用于与复位模块10配合，用于隔离机构11的位置保持。接收到复位信号后，复位模块接触对隔离结构的约束，其反向旋转回安全状态的位置。

隔离机构11的材料为不锈钢13Cr11Ni2W2MoV或钛合金。

解保模块9为有限转角力矩电动机，供电时驱动隔离机构11从保险位置转换到解除保险位置，断电时驱动隔离机构11从解除保险位置转换到保险位置，通过电机转轴与隔离机构11连接，带动隔离机构11在保险位置和解除保险位置间转换。

复位模块10为直线电磁铁，当隔离机构11转动到解除保险位置时，复位模块10的芯杆伸出，锁定隔离机构11，使其状态保持，复位模块10供电后，芯杆回缩，解除对隔离机构11的锁定，隔离机构11在解保模块9的作用下恢复到保险状态。

如图4所示，为爆炸序列1被隔离机构11隔断或导通的位置关系示意，给出了：导爆索组件4输出端、隔板点火器5与隔离机构11在安全状态和战斗状态的位置关系；如同图3一样，通过隔离机构11的转动并与复位模块10配合，可以阻断或者导通导爆索组件4输出端、隔板点火器5的爆轰波通道。

本实用新型的工作过程如下：

解除保险：解除保险是使本实用新型从安全状态转换到战斗状态。需要解除保险时，给供电控制模块8供电并提供密码，供电控制模块8确认密码正确后将解保模块9的供电线路导通；解保模块9收到启动电信号后，带动隔离机构11转动，从安全状态转动到战斗状态，导通爆炸序列1的传爆通道，复位模块10的销杆伸出，锁定隔离机构11，使其保持状态。

恢复保险：恢复保险是使本实用新型从战斗状态转换到安全状态。需要恢复保险时，给复位模块10供电，复位模块10的销杆回缩，解除对隔离机构11的锁定，隔离机构11在解保模块9的带动下恢复到安全状态。

点火：完成解除保险并保持在战斗状态时，可以正确响应点火指令。起爆器3收到起爆信号后，输出爆轰波，通过导爆索组件4将爆轰信号传递给隔板点火器5，隔板点火器5将爆轰信号转化为燃烧，通过点火药盒6传递给主装药7，主装药7输出引燃后续装药，完成点火功能。

隔爆：保险状态下，起爆器3、导爆索组件4意外工作时，输出的爆轰波被隔离机构11隔断，后续爆炸序列不再工作，保证整机无输出，确保安全。

本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种集成式机电驱动安全保险点火系统，其特征在于：包括爆炸序列(1)、保险与解保控制装置(2)，所述的保险与解保控制装置(2)包括解保模块(9)、复位模块(10)和隔离机构(11)，其中隔离机构(11)设置在爆炸序列(1)上；安全状态下，隔离机构(11)阻断爆炸序列(1)的爆轰波传递路径；收到解锁信号后，解保模块(9)驱动隔离机构(11)从保险位置转换到解保位置，并由复位模块(10)对隔离机构(11)的位置进行锁定，使隔离机构(11)保持在解保位置导通爆炸序列(1)的爆轰波传递路径；收到复位信号后，复位模块(10)解除对隔离机构(11)的锁定，隔离机构(11)在解保模块(9)的作用下恢复到保险状态，阻断爆炸序列(1)的爆轰波传递路径。

2.根据权利要求1所述的一种集成式机电驱动安全保险点火系统，其特征在于：所述的保险与解保控制装置(2)还包括供电控制模块(8)，需要解除保险时，供电控制模块(8)接收外部输入的密码并在确认密码正确后为解保模块(9)和复位模块(10)供电。

3.根据权利要求1或2所述的一种集成式机电驱动安全保险点火系统，其特征在于：所述的隔离机构(11)为圆片状结构，圆片状结构的表面设有通孔，作为爆轰波的传递通道，圆片状结构的侧面设有凹槽，与复位模块(10)配合进行锁定。

4.根据权利要求3所述的一种集成式机电驱动安全保险点火系统，其特征在于：所述的隔离机构(11)的材料为不锈钢13Cr11Ni2W2MoV或钛合金。

5.根据权利要求3所述的一种集成式机电驱动安全保险点火系统，其特征在于：所述的解保模块(9)为有限转角力矩电动机，通过电机转轴与隔离机构(11)连接并带动隔离机构(11)在保险位置和解除保险位置间转换。

6.根据权利要求3所述的一种集成式机电驱动安全保险点火系统，其特征在于：所述的复位模块(10)为直线电磁铁，直线电磁铁上具有与隔离机构(11)侧面的凹槽相配合的芯杆。

7.根据权利要求1或2所述的一种集成式机电驱动安全保险点火系统，其特征在于：所述的爆炸序列(1)包括起爆器(3)、隔板点火器(5)、点火药盒(6)和主装药(7)，所述的隔离机构(11)位于起爆器(3)和隔板点火器(5)之间。

8.根据权利要求7所述的一种集成式机电驱动安全保险点火系统，其特征在于：所述的爆炸序列(1)还包括导爆索组件(4)，所述的导爆索组件(4)位于起爆器(3)和隔离机构(11)之间。

9.根据权利要求7所述的一种集成式机电驱动安全保险点火系统，其特征在于：所述的起爆器(3)具备钝感双防能力，除起爆器(3)使用起爆药外，隔板点火器(5)、点火药盒(6)、主装药(7)均不含起爆药，使用全钝感装药。

10.根据权利要求7所述的一种集成式机电驱动安全保险点火系统，其特征在于：所述的主装药(7)采用BPN药柱，装药密度大于1.7g/cm³。