级间分离试验系统、气动功能试验方法、控制方法和装置与流程

本发明涉及运载火箭，尤其涉及一种级间分离试验系统、气动功能试验方法、控制方法和装置。

背景技术：

1、运载火箭的级间分离是指多级火箭中相邻两级之间的分离，目的是抛弃推进剂耗尽级。随着对可回收火箭的研究探索，级间分离技术的发展趋势逐渐走向冷分离，美国猎鹰9火箭使用的就是冷分离技术，为了提高冷分离的可靠性，运载火箭的级间冷分离试验就变得尤为重要。但是，现有技术中并没有能够真实模拟火箭级间分离的系统，也没有能够在地面真实的模拟运载火箭级间分离的试验方法。

2、因此，亟需一种级间分离试验系统和气动功能试验方法，能够在地面真实地进行气动功能试验，验证现有设计是否满足级间分离要求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种级间分离试验系统、气动功能试验方法、控制方法和装置，可以在地面真实地进行级间分离的气动功能试验，以验证现有设计是否满足级间分离要求。

2、为达上述目的，第一方面，本发明实施例提供了一种级间分离试验系统，所述分离系统包括：上面级分离质量体、下面级分离质量体、拉杆和气动推杆；其中，

3、所述拉杆的一端与所述上面级分离质量体活动连接，所述拉杆的另一端通过气动机械连接解锁装置与所述下面级分离质量体连接，其中，所述气动机械连接解锁装置与第一气瓶连接，所述气动机械连接解锁装置与所述第一气瓶之间设置有第一电磁阀，通过电磁阀时序控制器控制所述第一电磁阀解锁所述气动机械解锁；

4、所述气动推杆的一端与所述上面级分离质量体活动连接，所述气动推杆的另一端与所述下面级分离质量体连接，所述气动推杆上设置有传感器，所述传感器采集所述气动推杆的推力与时间数据和位移与时间数据并传输至数据采集装置。

5、在一些可能的实施方式中，所述分离试验系统还包括：与所述气动推杆连接的第二气瓶，所述第二气瓶与气动推杆之间设置有第二电磁阀，所述电磁阀时序控制器通过控制所述第二电磁阀控制所述第二电磁阀的开启和关闭。

6、在一些可能的实施方式中，所述分离试验系统还包括：配气台和阻停部件，所述配气台用于对所述气动推杆、所述第一气瓶和所述第二气瓶提供气体；所述阻停部件与所述下面级分离质量体连接，用于阻停被所述气动推杆推出的所述下面级分离质量体。

7、第二方面，一种级间分离气动功能试验方法，其特征在于，所述气动功能试验方法基于第一方面任意一种所述的级间分离试验系统，所述方法包括：

8、开启第一电磁阀，通过第一气瓶解锁气动机械连接解锁装置使得拉杆与下面级分离质量体断开连接后，气动推杆推动所述下面级分离质量体运动；

9、在所述气动推杆推动所述下面级分离质量体运动过程中，所述气动推杆上的传感器实时采集所述气动推杆的推力与时间数据和位移与时间数据；

10、根据所述位移与时间数据计算级间分离速度，根据所述级间分离速度和所述下面级分离质量体的质量计算级间分离能量；

11、根据所述级间分离能量验证运所述气动推杆的推力是否能够达到载火箭级间分离的标准。

12、第三方面，本发明实施例提供了一种级间分离气动功能试验方法，所述气动功能试验控制方法基于第一方面任意一种所述的级间分离试验系统，所述方法包括：

13、接收运载火箭级间分离指令；

14、通过电磁阀时序控制器控制第一电磁阀开启，通过第一气瓶解锁气动机械连接解锁装置后，气动推杆推动下面级分离质量体运动；

15、通过所述气动推杆上的传感器采集所述气动推杆的推力与时间数据和位移与时间数据；

16、根据所述位移与时间数据获取级间分离速度；

17、根据所述级间分离速度和所述下面级分离质量体的质量计算级间分离能量；

18、根据所述级间分离能量验证所述气动推杆的推力是否能够达到运载火箭级间分离的标准。

19、在一些可能的实施方式中，所述传感器包括：气压传感器、推力传感器和位移传感器，所述气压传感器设置在所述气动推杆的前端，所述推力传感器和所述位移传感器设置在所述气动推杆的尾端；所述方法还包括：

20、通过所述气压传感器采集所述气动推杆上的气压与时间数据，当所述气动推杆的气压值达到预设气压阈值时，所述电磁阀时序控制器控制第二电磁阀开启，通过第二气瓶对所述气动推杆补充气体。

21、第四方面，本发明实施例提供了一种级间分离气动功能试验控制装置，所述装置包括：

22、级间分离指令接收单元，用于接收运载火箭级间分离指令；

23、级间分离执行单元，用于通过电磁阀时序控制器控制第一电磁阀开启，通过第一气瓶解锁气动机械连接解锁装置后，气动推杆推动下面级分离质量体运动；

24、级间分离数据采集单元，用于通过所述气动推杆上的传感器采集所述气动推杆的推力与时间数据和位移与时间数据；

25、级间分离数据获取单元，根据所述位移与时间数据获取级间分离速度；

26、级间分离能量计算单元，用于根据所述级间分离速度和所述下面级分离质量体的质量计算级间分离能量；

27、级间分离标准验证单元，用于根据所述级间分离能量验证所述气动推杆的推力是否能够达到运载火箭级间分离的标准。

28、在一些可能的实施方式中，所述传感器包括：气压传感器、推力传感器和位移传感器，所述气压传感器设置在所述气动推杆的前端，所述推力传感器和所述位移传感器设置在所述气动推杆的尾端；

29、所述级间分离数据采集单元还用于通过所述气压传感器采集所述气动推杆上的气压与时间数据；

30、所述装置还包括：电磁阀时序控制器，用于当所述气动推杆的气压值达到预设气压阈值时，控制第二电磁阀开启，通过第二气瓶对所述气动推杆补充气体。

31、第五方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：

32、一个或多个处理器；

33、存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现第二方面任意一种所述的一种级间分离气动功能试验控制方法。

34、第六方面，本发明实施例提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第二方面任意一种所述的一种级间分离气动功能试验控制方法。

35、上述技术方案的有益技术效果在于：

36、本发明实施例提供的级间分离试验系统、气动功能试验方法、控制方法和装置，该气动功能试验方法包括：接收运载火箭级间分离指令；通过电磁阀时序控制器控制第一电磁阀开启，通过第一气瓶解锁气动机械连接解锁装置后，气动推杆推动下面级分离质量体运动；通过气动推杆上的传感器采集气动推杆的推力与时间数据和位移与时间数据；根据推力与时间数据和位移与时间数据获取级间分离速度、级间分离位移和级间分离时间；根据级间分离速度、级间分离位移和级间分离时间计算级间分离能量；根据级间分离能量验证运载火箭是否能够达到级间分离的标准。本发明实施例可以在地面真实地进行级间分离的气动功能试验，以验证现有设计是否满足级间分离标准。