一種負壓彈蓋拉傘的試驗裝置和試驗方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種彈蓋拉傘的試驗裝置和試驗方法，特別是一種負壓彈蓋拉傘的試驗裝置和試驗方法，屬于航天器地面試驗領域。
【背景技術】
[0002]返回器從繞地軌道返回地球的過程中，以較高的速度下降，返回器與空氣相互作用，在返回器周圍形成了較高的氣動壓力。返回器上的回收系統通過彈射傘艙蓋的方式，拉出降落傘裝置，為返回器減速，從而保障返回器的安全著陸。而返回器周圍的氣動壓力從外向內作用在傘艙蓋上，一定程度上削弱了彈射器彈射傘艙蓋的效果，因此必須要驗證在負壓狀態下傘艙蓋能否正常彈射分離，彈射速度是否滿足要求且減速傘組件中減速傘和能否正常分離。
【發明內容】
[0003]本發明的技術解決問題是:克服現有技術的不足，提供了一種負壓彈蓋拉傘的試驗裝置和試驗方法，實現了返回器再入地球大氣傘艙內外壓力環境的模擬，優點是參試產品在靜止狀態進行下，負壓控制精確可調節，能夠獲取精確的傘艙蓋彈射速度，試驗方法經濟，易于實現。
[0004]本發明的技術解決方案是:一種負壓彈蓋拉傘地面試驗裝置，其特征在于包括:支架、傘艙工裝、彈射器、減速傘組件、傘艙蓋和火工控制裝置；
[0005]傘艙工裝固定安裝在支架上，減速傘組件由傘艙蓋密封在傘艙工裝內；
[0006]彈射器分別與在傘艙工裝和傘艙蓋固定連接；
[0007]火工控制裝置與彈射器上的點火器連接，用于引爆彈射器；
[0008]傘艙工裝為上端開口的圓筒狀結構，傘艙工裝的側壁開有與抽真空設備相連接的抽真空連接口，傘艙工裝底部內壁上有減速傘連接座。
[0009]所述支架為三角支架。
[0010]所述減速傘組件包括減速傘、艙蓋傘和減速傘包。
[0011]所述彈射器的數量為4，其中位于上部的兩個彈射器與傘艙工裝橫截面圓心連線的夾角為80°，位于下部的兩個彈射器與傘艙工裝橫截面圓心連線的夾角為135°，所述傘艙工裝橫截面位于彈射器的安裝平面內。
[0012]所述傘艙工裝上端面和下端面均帶外沿，傘艙工裝通過上端面的外沿與彈射器連接，并通過下端面的外沿與支架連接。
[0013]所述彈射器包括內筒、外筒、滑桿、活塞、主裝藥和點火器，
[0014]內筒和外筒均為中空圓筒結構，內筒套裝在外筒的頂部，且內筒的外徑小于外筒的內徑，外筒固定安裝在傘艙工裝上，內筒與傘艙蓋固定連接；
[0015]點火器固定安裝在彈射器的底部，且突出外筒的側壁，主裝藥、活塞和滑桿安裝在內筒和外筒組成的中空結構中，
[0016]火工控制裝置通過引爆點火器點燃主裝藥，主裝藥燃燒產生燃氣膨脹做功，推動活塞及滑桿同時克服負載力向上運動，完成彈射器的解鎖，當活塞運動離開外筒，彈射器工作結束。
[0017]一種負壓彈蓋拉傘地面試驗方法，其特征在于步驟如下:
[0018](I)將負壓彈蓋拉傘地面試驗裝置固定安裝在彈射平臺上；
[0019](2)連接真空泵，對負壓彈蓋拉傘地面試驗裝置進行抽氣，并實時監測負壓彈蓋拉傘地面試驗裝置中傘艙工裝內的氣壓，使得傘艙工裝內的氣壓達到試驗要求；
[0020](3)將火工控制裝置與外部電源連接，通過火工控制裝置引爆彈射器，彈出傘艙蓋，從而拉出減速傘組件；火工控制裝置引爆彈射器的同時，給高速攝像測量裝置發送無線觸發信號，高速攝像測量裝置記錄試驗圖像；
[0021](4)利用步驟(3)獲得的試驗圖像計算出傘艙蓋的彈射速度，并觀測減速傘組件中的減速傘和艙蓋傘是否分離，若傘艙蓋的彈射速度滿足預設要求且減速傘和艙蓋傘分離，則負壓彈蓋拉傘地面試驗成功，否則，試驗失敗。
[0022]所述步驟(4)中利用步驟(3)獲得的試驗圖像計算出傘艙蓋的彈射速度，具體為:
[0023]利用步驟(3)獲得的彈射器工作前后瞬時的試驗圖像，計算出圖像中傘艙蓋的位移除以試驗圖像間隔時間，即為傘艙蓋的彈射速度。
[0024]本發明與現有技術相比的有益效果是:
[0025](I)本發明采用專用支架及傘艙工裝替代返回器結構，通過支架的角度模擬傘艙相對于返回器的安裝角度，傘艙工裝模擬傘艙的容積，該方式具有結構簡單，移動、安裝方便快捷的優點；
[0026](2)本發明采用密封結構的傘艙工裝及真空泵，對傘艙內部進行抽真空，實現了傘艙內空氣壓力低于外界空氣壓力，模擬了返回器真實工作時的負壓工作條件，具有壓力控制精確，可調節的優點；
[0027](3)本發明采用火工控制器進行試驗點火等指令的控制，實現了彈射器點火與測量的同步觸發，具有控制時間點統一，控制可靠等優點；
[0028](4)本發明采用高速攝像進行試驗測量，同時實現了傘艙蓋彈射過程圖像的記錄和傘艙蓋分離速度的測量，拍攝圖像及測量數據能夠一一對應，有助于試驗比對分析。
【附圖說明】
[0029]圖1為負壓彈蓋拉傘地面試驗方法流程圖；
[0030]圖2為負壓彈蓋拉傘地面試驗裝置結構示意圖；
[0031]圖3傘艙工裝外形圖；
[0032]圖4彈射器結構圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行進一步的詳細描述。
[0034]本發明的目的是解決返回器高速運動形成負壓狀態的模擬問題。對于在1km高度，以約180m/s運動的返回器來說，在傘艙蓋外側的壓力大于內側的壓力，壓差約為26kPa0
[0035]如圖2所示為負壓彈蓋拉傘地面試驗裝置結構示意圖，從圖2可知，本發明提供的一種負壓彈蓋拉傘地面試驗裝置，包括:支架1、傘艙工裝2、彈射器3、減速傘組件4、傘艙蓋5和火工控制裝置6 ；
[0036]傘艙工裝2固定安裝在支架I上，減速傘組件4由傘艙蓋5密封在傘艙工裝2內；
[0037]彈射器3的結構如圖4所示，從圖4可知，彈射器3包括內筒31、外筒32、滑桿33、活塞34、主裝藥35和點火器36，
[0038]內筒31和外筒32均為中空圓筒結構，內筒31套裝在外筒32的頂部，且內筒31的外徑小于外筒32的內徑，外筒32固定安裝在傘艙工裝2上，內筒31與傘艙蓋5固定連接;
[0039]點火器36固定安裝在彈射器3的底部，且突出外筒32的側壁，主裝藥35、活塞34和滑桿33安裝在內筒31和外筒32組成的中空結構中，
[0040]火工控制裝置6通過引爆點火器36點燃主裝藥35，主裝藥35燃燒產生燃氣膨脹做功，推動活塞34及滑桿33同時克服負載力向上運動，完成彈射器3的解鎖，當活塞34運動離開外筒32，彈射器工作結束；
[0041]火工控制裝置6與外筒32外壁上的點火器連接，用于引爆彈射器；
[0042]傘艙工裝2為上端開口的圓筒狀結構，傘艙工裝2的側壁開有與抽真空設備相連接的抽真空連接口 21，傘艙工裝2底部內壁上有減速傘連接座22，