一種降落傘工作情況自動檢測系統及其檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于航天返回與著陸技術領域，特別涉及一種降落傘工作情況自動檢測系統及其檢測方法。
【背景技術】
[0002]返回式航天器返回過程的最終階段是安全著陸，這也是這類航天器整個飛行任務的最終階段。隨著載人航天工程、探月工程以及深空探測重大專項工作的深入開展，以降落傘系作為氣動減速核心裝置的減速著陸系統是航天器實現地球返回與行星進入的主要組成部分之一，也是最為重要的工作環節。作為載人航天器的飛船更是如此，回收著陸技術是其最為關鍵的核心技術之一。降落傘作為實現氣動減速功能的核心部件，為了提高回收著陸系統工作的可靠性，載人飛船設置有兩套降落傘系統，當主份降落傘系統出現故障時，自動打開備份傘系統。由于回收系統工作時所處高度較低，下降速度較快，時序指令安排緊密，難以實現降落傘工作情況人工遙控檢測并進行工作模式的切換，因此需要實現降落傘工作情況的自動檢測與判別，自動識別判斷降落傘是否出現故障。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種降落傘工作情況自動檢測系統及其檢測方法，通過行程開關和兩個高度信號器發送的信號，進行降落傘工作情況的自動檢測和故障判別，在主份降落傘出現故障時自動切換啟動備份降落傘，從而提高回收系統正常工作的可靠性。
[0004]本發明目的通過如下技術方案予以實現:
[0005]一種降落傘工作情況自動檢測系統包括控制器、動作執行機構、行程開關、第一高度信號器和第二高度信號器，所述降落傘包括主份降落傘和備份降落傘，其中:
[0006]控制器:發送開傘指令到動作執行機構；如果在發送所述開傘指令后等待Λ t時間后，沒有收到行程開關發送的行程開關開啟信號，則判斷主份降落傘沒有正常打開，其中At為設定的時間間隔值；如果在發送開傘指令At時間內，接收到行程開關發送的行程開關開啟信號，認為主份降落傘正常打開，則采集第一高度信號器和第二高度信號器發送的第一接通信號和第二接通信號，并根據所述兩個接通信號的發送時刻，以及第一大氣壓力閾值Pthl和第二大氣壓力閾值P th2對應的設定高度值H jP H 2，計算判決參數V，其中:如果V ( Vth,則判斷主份降落傘工作正常，如果V>Vth，則判斷主份降落傘工作不正常；Vth為設定的速度閾值；
[0007]動作執行機構:接收控制發送的開傘指令，并執行主份降落傘打開操作；
[0008]行程開關:包括與主份降落傘連接分離機構相連接的啟動拔銷，在控制器發送開傘指令后，如果所述啟動拔銷在主份降落傘連接分離機構的帶動下被拉出，則發送行程開關開啟信號到控制器；
[0009]第一高度信號器:在測試到的大氣壓力P1S Pthl時，發送第一接通信號到控制器，其中Pthl為設定的第一大氣壓力閾值，所述第一大氣壓力閾值P thl對應的設定高度值為H 1;
[0010]第二高度信號器:在測試到的大氣壓力P2> Pth2時，發送第二接通信號到控制器，其中Pth2為設定的第二大氣壓力閾值且P th2>pthl，所述第二大氣壓力閾值Pth2對應的設定高度值為H2。
[0011 ] 在上述的降落傘工作情況自動檢測系統中，所述行程開關安裝在傘艙內，行程開關的啟動拔銷連接在主份降落傘連接分離機構的搖臂上，所述搖臂通過鎖緊裝置固定；在所述主份降落傘打開時，通過連接帶拉動降落傘連接分離機構的搖臂，搖臂解鎖并繞著固定軸轉動，當搖臂轉過設定的角度Θ時，行程開關的啟動拔銷被拉出，行程開關啟動工作并發送行程開關開啟信號到控制器。
[0012]在上述的降落傘工作情況自動檢測系統中，所述控制器根據所述第一接通信號和第二接通信號的發送時刻，以及第一大氣壓力閾值Pthl和第二大氣壓力閾值P th2對應的設定高度值氏和H 2計算判決參數V，具體計算方法如下:如果第一高度信號器發出第一接通信號的時刻為T1，第二高度信號器發出第二接通信號的時刻為T2，則判決參數V = (H1-H2)/(T2-T1)。
[0013]在上述的降落傘工作情況自動檢測系統中，所述控制器在發送開傘指令后等待Δ t時間，并沒有收到行程開關發送的行程開關開啟信號，則判斷主份降落傘沒有正常打開，發送備份傘打開指令到動作執行機構，由動作執行機構啟動備份降落傘；當控制器根據判決參數V與速度閾值Vth的比較結果判斷主份降落傘工作不正常時，即V>Vth，則發送控制指令到動作執行機構，由動作執行機構分離發生故障的主份降落傘并啟動備份降落傘。
[0014]在上述的降落傘工作情況自動檢測系統中，還包括配電器，所述配電器為控制器、行程開關、第一高度信號器和第二高度信號器供電。
[0015]基于上述的一種降落傘工作情況自動檢測系統的檢測方法，包括以下步驟:
[0016](I)、控制器發送開傘指令到動作執行機構，動作執行機構執行打開主份降落傘的操作；如果行程開關的啟動拔銷被拉出，行程開關啟動工作并發送行程開關開啟信號到控制器，并進入步驟(2);如果行程開關的啟動拔銷在控制器發送開傘指令后未被拉出，則進入步驟⑶；
[0017](2)、控制器在發送開傘指令后經過At1后，接收到行程開關發送的行程開關開啟信號，控制器采集第一高度信號器和第二高度信號器發送的第一接通信號和第二接通信號，并根據所述兩個接通信號的發送時刻，以及第一大氣壓力閾值Pthl和第二大氣壓力閾值Pth2對應的設定高度值H jp H 2，計算判決參數V，其中:如果V ( Vth,則判斷主份降落傘工作正常，進入步驟(4);如果V>Vth，則判斷主份降落傘工作不正常，分離發生故障的主份降落傘并啟動備份降落傘，進入步驟(4);其中Vth為設定的速度閾值，Atl〈At，At為設定的時間間隔；
[0018](3)、控制器在發送開傘指令后經過At時間，未接收到行程開關發送的行程開關開啟信號，判斷主份降落傘沒有打開，并啟動備份降落傘，然后進入步驟(4);
[0019](4)、結束。
[0020]上述的降落傘工作情況自動檢測方法，在步驟(2)中，控制器根據所述第一接通信號和第二接通信號的發送時刻，以及第一大氣壓力閾值Pthl和第二大氣壓力閾值P th2對應的設定高度值氏和H 2計算判決參數V，具體計算方法如下:如果第一高度信號器發出第一接通信號的時刻為T1，第二高度信號器發出第二接通信號的時刻為T2，則判決參數V =(H1-H2V(T2-T1)q
[0021]上述的降落傘工作情況自動檢測方法，在步驟(2)中，如果判斷主份降落傘工作不正常，則由動作執行機構將發生故障的主份降落傘分離，并啟動備份降落傘。
[0022]上述的降落傘工作情況自動檢測方法，在步驟(3)中，如果判斷主份降落傘沒有打開，則由動作執行機構啟動備份降落傘。
[0023]本發明與現有技術相比的有益效果為:
[0024](I)、本發明將行程開關的啟動拔銷與主份降落傘連接分離機構的搖臂相連接，因此可以通過行程開關是否開啟來判斷主份降落傘是否正常打開，而且在主份降落傘正常打開后，通過兩個高度信號器返回信號的時間差和高度差，估算主份降落傘在打開下落過程中的降落速度，將該速度值與設定的閾值進行比較，判斷主份降落傘是否出現故障，從而實現對航天器降落傘工作情況的自動檢測和故障判別，該自動檢測方法克服了人工遙控切換的缺點，快速識別主份降落傘是否出現故障，并及時啟動備份降落傘；
[0025](2)、本發明的檢測方法只需要對行程開關的開啟狀態和高度信號器的信號進行采集，就能完成降落傘故障的自動檢測與故障判別，該方法簡單易行，可以推廣應用于其他航天器的降落傘減速著陸系統設計領域。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發明降落傘工作情況自動檢測系統的組成框圖；
[0027]圖2為本發明中行程開關啟動方式示意圖；
[0028]圖3為本發明降落傘工作情況自動檢測方法流程圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細描述:
[0030]如圖1所示的檢測系統的組成框圖，本發明的降落傘工作情況自動檢測系統包括行程開關、第一高度信號器、第二高度信號器、控制器、動作執行機構和配電器，該降落傘包括主份降落傘和備份降落傘，其中:
[0031 ] 行程開關安裝在傘艙內，如圖2所示的行程開關啟動方式示意圖，該行程開關4的啟動拔銷3連接在主份降落傘連接分離機構的搖臂2上，該搖臂2通過鎖緊裝置固定；在主份降落傘打開時，通過連接帶拉動降落傘連接分離機構的搖臂2，搖臂解鎖并繞著固定軸I轉動，當搖臂2轉過設定的角度Θ時，行程開關4的啟動拔銷3被拉出，行程開關4啟動工作并發送行程開關開啟信號到控制器。
[0032]第一高度信號器和第二高度信號器可以通過感受到的大氣壓力得到返回器所處的高度，其中:
[0033]第一高度信號器在測試到的大氣壓力P1SPthl時，發送第一接通信號到控制器，其中Pthl為設定的第一大氣壓力閾值，所述第一大氣壓力閾值Pthl對應的設定高度值為H1;第二高度信號器在測試到的大氣壓力P2^ P th2時，發送第二接通信號到控制器，其中P th2為設定的第二大氣壓力閾值且pth2>pthl，所述第二大氣壓力閾值Pth2對應的設定高度值為H2;
[0034]控制器用于采集、接收行程開關和高度信號器發出的信號，根據預先設定的判定準則，對主份降落傘工作情況進行判斷，決定是否啟動備份降落傘。其中，控制器發送開傘指令到動作執行機構；如果在發送所述開傘指令后等待At時間后，控制器沒有收到行程開關發送的行程開關開啟信號，則判斷主份降落傘沒有正常打開，其中At為設定的時間間隔值；如果在發送開傘指令At時間內，控制器接收到行程開關發送的行程開關開啟信號后，則采集第一高度信號器和第二高度信號器發送的第一接通信號和第二接通