一種火工分離螺母釋放可靠性的試驗方法
【專利摘要】一種火工分離螺母釋放可靠性的試驗方法，基于火工分離螺母“點火器發火燃氣做功推動執行機構動作”的工作原理，對反映火工分離螺母可靠性的主要性能參數，即點火器燃氣壓力和執行機構阻力進行測試，利用測試數據對火工分離螺母可靠性進行評測。與傳統火工機構成敗型可靠性試驗方法相比，本發明方法所需要的試驗件數量較少、試驗成本低，更具有工程可實施性。通過本發明方法對火工分離螺母釋放可靠性進行試驗，便于掌握火工分離螺母釋放可靠性的薄弱環節，為火工分離螺母改進以獲得產品可靠性增長提供依據。
【專利說明】一種火工分離螺母釋放可靠性的試驗方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種火工分離螺母性能的測試方法。
【背景技術】
[0002]目前，航天器上常采用火工機構來實現航天器與運載之間、航天器艙段之間、航天器附件(如天線、太陽翼等)與航天器本體之間的連接分離或壓緊釋放。雖然火工機構在航天器整個壽命周期內僅動作一次，但往往涉及到航天器飛行任務的成敗。因此，在航天工程中對火工機構的可靠性通常具有很高的要求。
[0003]為確保航天器飛行任務成功，對火工機構的可靠性進行充分、有效的地面驗證是非常必要的。中華人民共和國國家軍用標準《火工品可靠性評估方法GJB376-87》給出了火工品可靠性一般的評測方法，即基于成敗型試驗，用二項分布或超幾何分布來評測火工品的可靠度。這種成敗型試驗，所需要的試驗件數量和試驗經費都非常巨大，使得火工機構的可靠性驗證試驗難以開展。例如，為驗證某火工機構0.9999的可靠性指標(按置信度Y= 0.9評估)，在失效數為O的情況下需要23025個火工機構發火試驗件。如何在有限的試驗經費和試驗周期內有效地開展火工機構的可靠性試驗驗證，是實際工程中需要解決的技術難題。
[0004]2009年第30卷第6期《宇航學報》上，由榮吉利等發表的《航天火工機構可靠性的強化試驗驗證方法》一文，針對性能參數服從正態分布的一類航天火工機構，參照“應力一強度”模型，提出了一種強化試驗的小子樣可靠性驗證方法。該方法將火工機構性能參數置于相對于額定條件來說更嚴酷的條件下，用傳統的成敗型試驗方法評測其可靠性，然后結合火工機構的力學特性推導出額定條件下的可靠性。這種方法應用正態分布變差系數和加嚴系數來評定火工機構的可靠性，所需要的試驗件數量取決于變差系數和加嚴系數的具體數值，且可靠性評測結果與變差系數和加嚴系數的精度密切相關。依據該方法，在開展火工機構的可靠性試驗前，應首先確定變差系數和加嚴系數，而變差系數的確定往往需要一定數量的試驗數據作為基礎。因此，在實際工程應用中，該方法對于減小試驗件數量、降低試驗費用作用有限。另外，該方法將火工機構阻力作為已知定值。而根據工程經驗，火工機構的阻力往往具有正態分布的特性。因此，將火工機構阻力視為定值將影響可靠性評測的精度。
【發明內容】
[0005]本發明解決的技術問題是:針對現有采用成敗型試驗對火工機構進行可靠性測試時存在試驗件數量多、試驗經費高，測量精度低的問題，提供了一種基于特征量計量的火工分離螺母釋放可靠性的試驗方法，可以在提高測量精度的同時，顯著的降低試驗件數量和試驗費用，降低試驗成本。
[0006]本發明的技術解決方案是:一種火工分離螺母釋放可靠性的試驗方法，包括如下步驟:[0007](I)將火工分離螺母的點火器燃氣壓力及執行機構阻力兩個參數確定為火工分離螺母釋放可靠性特征量；
[0008](2)將點火器安裝在火工分離螺母容腔模擬件上，并在火工分離螺母容腔模擬件上能夠真實反映火工分離螺母動作前執行機構燃氣壓力的部位處安裝壓力傳感器；所述的火工分離螺母容腔模擬件為一個具有內部容腔的可重復使用器件，所述內部容腔的輪廓及體積均與被測火工分離螺母的實際容腔完全相同；
[0009](3)使用m組點火器共發火m次，每組所使用的點火器數量與火工分離螺母實際安裝的點火器數量一致，采集并記錄每次壓力傳感器獲取的發火燃氣壓力Xi, I =
I,2, 3......, m ；
[0010](4)對m個發火燃氣壓力Xi進行正態分布檢驗，如果滿足正態分布，則計算m個數據的均值和標準差Sx，并進入下一步；如果不滿足正態分布則結束；
[0011](5)選取I個不安裝點火器的火工分離螺母試驗件，采用充氣設備從點火器的安裝位置向火工分離螺母試驗件的內腔充氣進行氣動解鎖試驗共I次，記錄每次火工分離螺母中的執行機構動作時刻充氣設備的氣壓值作為執行機構的最大阻力Ip j =1,2,3......, I ；
[0012](6)對I個執行機構的最大阻力y」進行正態分布檢驗，如果滿足正態分布，則計算I個數據的均值^和標準差sy，并進入下一步；如果不滿足正態分布則結束；
[0013](7)利用步驟(5)和步驟(6)的結果，通過公式
【權利要求】
1.一種火工分離螺母釋放可靠性的試驗方法，其特征在于包括如下步驟: (1)將火工分離螺母的點火器燃氣壓力及執行機構阻力兩個參數確定為火工分離螺母釋放可靠性特征量； (2)將點火器安裝在火工分離螺母容腔模擬件上，并在火工分離螺母容腔模擬件上能夠真實反映火工分離螺母動作前執行機構燃氣壓力的部位處安裝壓力傳感器；所述的火工分離螺母容腔模擬件為一個具有內部容腔的可重復使用器件，所述內部容腔的輪廓及體積均與被測火工分離螺母的實際容腔完全相同； (3)使用m組點火器共發火m次，每組所使用的點火器數量與火工分離螺母實際安裝的點火器數量一致，采集并記錄每次壓力傳感器獲取的發火燃氣壓力Xi, i =I, 2, 3......, m ； (4)對m個發火燃氣壓力Xi進行正態分布檢驗，如果滿足正態分布，則計算m個數據的均值?和標準差Sx，并進入下一步；如果不滿足正態分布則結束； (5)選取I個不安裝點火器的火工分離螺母試驗件，采用充氣設備從點火器的安裝位置向火工分離螺母試驗件的內腔充氣進行氣動解鎖試驗共I次，記錄每次火工分離螺母中的執行機構動作時刻充氣設備的氣壓值作為執行機構的最大阻力h，j = 1，2，3......, I ； (6)對I個執行機構的最大阻力Yj進行正態分布檢驗，如果滿足正態分布，則計算I個數據的均值I和標準差sy，并進入下一步；如果不滿足正態分布則結束；
(7)利用步驟(5)和步驟(6)的結果，通過公式
2.根據權利要求1所述的一種火工分離螺母釋放可靠性的試驗方法，其特征在于:所述的對火工分離螺母的結構進行改進包括增加火工分離螺母的裝藥量，增大火工分離螺母執行機構的燃氣壓力作用面積，或者降低執行機構摩擦面的摩擦系數。
【文檔編號】G01M13/00GK103954444SQ201410180588
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月29日 優先權日:2014年4月29日
【發明者】李新立, 吳瓊, 羅毅欣, 滿劍鋒, 楊建中 申請人:北京空間飛行器總體設計部