偏航俯仰发动机的变推力机构打开可靠性增长试验装置

摘要

本发明公开了的偏航俯仰发动机的变推力机构打开可靠性增长试验装置，采用高压气源作为释放销钉的动力，保证变推力机构释放可靠性增长试验的大量重复开展，实现变推力机构打开的可靠性增长；通过在释放销钉和锁定销钉出口处设置测试线及毫秒表测试。

权利要求

1.偏航俯仰发动机的变推力机构打开可靠性增长试验装置，其特征在于，包括支座(1)、释放销钉(3)、锁定销钉(4)、销钉弹簧(5)、释放弹簧(6)、第一测试线(7)、第二测试线(8)、三通接头(11)、高压气源、反馈模块以及电动气活门；

支座(1)紧贴挡板(2)的下表面安装，支座(1)内部有两个相互垂直的内通道：“一”字型的第一通道(14)和“Y”字型的第二通道；第二通道具有一个主通道(15)和两个与主通道(15)联通的分支通道(12)；第二通道的主通道(15)与第一通道(14)垂直相交，第二通道的主通道(15)末端联通到支座(1)的外部；第二通道的两个分支通道(12)各通过一个充气管路连接到三通接头(11)的两个接头上，三通接头(11)的另外一个接头通过电动气活门连高压气源；

所述锁定销钉(4)置于所述第一通道(14)中，锁定销钉(4)头部伸出第一通道(14)，并可插入到挡板(2)的挡板销钉孔(16)中；

所述释放销钉(3)安装在主通道(15)中，锁定销钉(4)底部由释放销钉(3)侧向顶住；销钉弹簧(5)套在锁定销钉(4)上，呈压缩状态；

所述释放弹簧(6)呈压缩状态安装在支座(1)上表面设置的孔槽中；

所述挡板(2)下表面与支座(1)上表面对应位置分别固定有一块紫铜片，两块紫铜片通过两根第二测试线(8)连接第二毫秒表，形成回路；

在释放销钉(3)所在挡板销钉孔(16)的外部固定第一测试线(7)，第一测试线(7)横跨挡板销钉孔(16)；第一测试线(7)两端连结第一毫秒表形成回路；

所述反馈模块分别与电动气活门以及两个毫秒表连接，在电动气活门打开时刻，控制两个毫秒表开始从0计时，并接收两个毫秒表的计时时间。

2.如权利要求1所述的偏航俯仰发动机的变推力机构打开可靠性增长试验装置，其特征在于，所述第一通道(14)头部为收口状，允许锁定销钉(4)头部伸出，并卡住锁定销钉(4)尾部。

3.如权利要求1所述的偏航俯仰发动机的变推力机构打开可靠性增长试验装置，其特征在于，所述第一通道(14)尾部用螺钉拧紧。

说明书

偏航俯仰发动机的变推力机构打开可靠性增长试验装置

技术领域

[0001] 本发明属于偏航俯仰发动机技术领域，具体涉及一种偏航俯仰发动机的变推力机构打开可靠性增长试验装置。

背景技术

[0002] 变推力机构是载人航天工程逃逸系统偏航俯仰发动机的重要组件之一，作用是根据预定程序调节偏航俯仰发动机推力的大小，从而控制逃逸塔偏离运载火箭箭体的航向，确保逃逸塔的成功逃逸(飞行失利时)或火箭箭体的正常飞行(飞行正常时)。鉴于变推力机构的重要性，逃逸系统对变推力机构的打开提出了较高的可靠性要求，需要针对机构打开环节的典型故障模式，开展大量的可靠性增长试验。

[0003] 变推力机构主要包括挡板和挡板打开机构；挡板用于调节偏航俯仰发动机推力的大小；挡板打开结构用于将挡板的位置锁定，以及解除其锁定状态，将其打开，挡板在机构的作用下绕转轴翻转，从而实现变推力机构的打开。变推力机构的可靠性增长试验主要用于暴露机构在打开环节潜在的典型故障并采取纠正措施，从而提高机构打开的可靠性。。

[0004] 为真实模拟火箭上的工作状态，目前变推力机构释放的可靠性增长试验的动力源也采用同样型号、规格的电发火管，该试验方法主要存在以下问题：

[0005] 1)电发火管为一次性动力源，不可重复使用，其研制成本较高，生产周期较长，极大地限制了可靠性增长试验的大量开展，制约了试验子样数的提升。

[0006] 2)电发火管工作时会产生大量的燃烧产物，包括残渣和有毒气体，一方面容易堵塞变推力机构的分支通道，每次试验后都需要对试验件的通气管路进行清洗，大幅延长试验周期，降低试验效率，另一方面也会大幅降低需要重复使用的变推力机构的寿命周期，限制了可靠性增长试验的重复开展，同时排出的有毒气体也不利于环保。

[0007] 这些问题最终都导致了变推力机构释放可靠性无法满足总体系统的要求。

发明内容

[0008] 有鉴于此，本发明的目的是提供一种偏航俯仰发动机的变推力机构打开可靠性增长试验装置，保证变推力机构打开可靠性增长试验的大量重复开展，实现变推力机构打开的可靠性增长。

[0009] 偏航俯仰发动机的变推力机构打开可靠性增长试验装置，包括支座(1)、释放销钉(3)、锁定销钉(4)、销钉弹簧(5)、释放弹簧(6)、第一测试线(7)、第二测试线(8)、三通接头(11)、高压气源、反馈模块以及电动气活门；

[0010] 支座(1)紧贴挡板(2)的下表面安装，支座(1)内部有两个相互垂直的内通道：“一”字型的第一通道(14)和“Y”字型的第二通道；第二通道具有一个主通道(15)和两个与主通道(15)联通的分支通道(12)；第二通道的主通道(15)与第一通道(14)垂直相交，第二通道的主通道(15)末端联通到支座(1)的外部；第二通道的两个分支通道(12)各通过一个充气管路连接到三通接头(11)的两个接头上，三通接头(11)的另外一个接头通过电动气活门连高压气源；

[0011] 所述锁定销钉(4)置于所述第一通道(14)中，锁定销钉(4)头部伸出第一通道(14)，并可插入到挡板(2)的挡板销钉孔(16)中；

[0012] 所述释放销钉(3)安装在主通道(15)中，锁定销钉(4)底部由释放销钉(3)侧向顶住；销钉弹簧(5)套在锁定销钉(4)上，呈压缩状态；

[0013] 所述释放弹簧(6)呈压缩状态安装在支座(1)上表面设置的孔槽中；

[0014] 所述挡板(2)下表面与支座(1)上表面对应位置分别固定有一块紫铜片，两块紫铜片通过两根第二测试线(8)连接第二毫秒表，形成回路；

[0015] 在释放销钉(3)所在挡板销钉孔(16)的外部固定第一测试线(7)，第一测试线(7)横跨挡板销钉孔(16)；第一测试线(7)两端连结第一毫秒表形成回路；

[0016] 所述反馈模块分别与电动气活门以及两个毫秒表连接，在电动气活门打开时刻，控制两个毫秒表开始从0计时，并接收两个毫秒表的计时时间。

[0017] 进一步的，所述第一通道(14)头部为收口状，允许锁定销钉(4)头部伸出，并卡住锁定销钉(4)尾部。

[0018] 进一步的，所述第一通道(14)尾部用螺钉拧紧。

[0019] 本发明具有如下有益效果：

[0020] 本发明所提供的试验装置采用高压气源作为释放销钉的动力，保证变推力机构释放可靠性增长试验的大量重复开展，实现变推力机构打开的可靠性增长；通过在释放销钉和锁定销钉出口处设置测试线及毫秒表测试。

附图说明

[0021] 图1为本发明的变推力机构打开可靠性增长试验装置的原理示意图；

[0022] 图2为本发明的变推力机构打开可靠性增长试验装置的结构示意图；

[0023] 图3为图2的C-C视图；其中，1-支座、2-档板、3-释放销钉、4-锁定销钉、5-销钉弹簧、6-释放弹簧、7-测试线1、8-测试线2、9-紫铜片、10-充气管路、11-三通接头、12-分支通道、13-转轴、14-第一通道、15-主通道、16-挡板销钉孔。

具体实施方式

[0024] 下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

[0025] 如图1、2和3所示，本发明的变推力机构打开可靠性增长试验装置包括支座1、释放销钉3、锁定销钉4、销钉弹簧5、释放弹簧6、第一测试线7、第二测试线8、三通接头11、高压气源、反馈模块以及电动气活门。

[0026] 支座1紧贴挡板2的下表面安装，支座1内部有两个相互垂直的内通道：“一”字型的第一通道14和“Y”字型的第二通道；第二通道具有一个主通道15和两个与主通道15联通的分支通道12；第二通道的主通道15与第一通道14垂直相交，第二通道的主通道15末端联通到支座1的外部；第二通道的两个分支通道12各通过一个充气管路连接到三通接头11的两个接头上，三通接头11的另外一个接头通过电动气活门连高压气源。

[0027] 锁定销钉4置于支座1内的“一”字型的第一通道14中，锁定销钉4头部伸出第一通道14，并可插入到挡板2挡板销孔16中；第一通道14头部为收口状，可允许锁定销钉4头部伸出，当锁定销钉4向前伸出，可将锁定销钉4尾部凸起卡住，避免其从第一通道14的头部中脱出；第一通道14尾部用螺钉拧紧，防止锁定销钉4从第一通道14的尾部中滑出。

[0028] 释放销钉3安装在“Y”字型的第二通道的主通道15中，锁定销钉4底部由释放销钉3侧向顶住；销钉弹簧5套在锁定销钉4上，呈压缩状态，使锁定销钉4具有退出挡板销孔的弹力。

[0029] 释放弹簧6安装在支座1上表面设置的孔槽中，呈压缩状态放置在档板2和支座1之间，使档板2具有打开的弹力。

[0030] 挡板2下表面与支座1上表面对应位置分别固定有一块紫铜片，两块紫铜片通过两根第二测试线8连接第二毫秒表，形成回路。

[0031] 在释放销钉3所在挡板销钉孔16的外部胶粘固定第一测试线7，第一测试线7横跨挡板销钉孔16；第一测试线7两端连结第一毫秒表形成回路。

[0032] 反馈模块分别与电动气活门以及两个毫秒表连接，在电动气活门打开时刻，控制两个毫秒表开始从0计时，并接收两个毫秒表的计时时间。

[0033] 本发明的变推力机构打开可靠性增长试验装置的工作过程如下：

[0034] 采用高压气源作为动力装置，其内储存的高压气体经过减压阀形成恒定的3MPa高压气流。气流通过充气管路流经电动气活门，试验人员通过控制电动气活门的打开，为释放销钉3提供脉冲气流。电动气活门打开的瞬间，反馈模块控制两个毫秒表开始计时；

[0035] 脉冲气流通过充气管路进入变推力机构试验件，气流携带的动能迫使释放销钉3飞出支座1，从而实现锁定销钉4解锁，锁定销钉4在销钉弹簧5的作用下从挡板销孔16中退下，挡板2在释放弹簧6的作用下绕转轴13翻转，从而实现挡板2的释放。

[0036] 释放销钉3飞出时第一测试线7的回路断路，第一毫秒表停止计时；挡板2释放时，两个紫铜片分离，第二测试线8的回路断路，第二毫秒表停止计时；反馈模块获得第一毫秒表的计时和第二毫秒表的计时，由此得到了释放销钉飞出时间和挡板释放时间，单次变推力机构打开可靠性增长试验结束。

[0037] 在释放销钉3飞出方向前端的地面上放置回收装置，释放销钉3飞出后回收；锁定销钉4退下后仍在机构内部。对回收后的释放销钉3、锁定销钉4进行重复再装，实现试验装置的复原。

[0038] 重复以上试验环节直至高压气瓶内压低于3MPa或试验结束。当高压气瓶内压低于3MPa时，可更换高压气瓶继续试验。

[0039] 本发明采用高压气瓶为可重复使用动力源，在重复使用过程中，所提供的气源压强不断降低，在其压强降低至3MPa前均可以实现变推力机构的可靠打开，实现可靠性增长试验的预期目的。经初步估算，一个50L的高压气瓶可以可靠完成至少50次变推力机构打开的可靠性增长试验，而其再次充气的成本远远低于100个电发火管的成本。电发火管为受控火工品，其原材料购买、生产、运输的周期较长，也限制了试验的顺利开展，而高压气瓶的来源广泛，采购方便，有利于试验的开展；变推力机构的额定打开压强为3MPa，电发火管产生的高压燃气压强为25MPa～50MPa，而高压气瓶提供的高压气体为3MPa，因此采用高压气瓶作气源加严了试验条件，有利于变推力机构打开的可靠性增长；电发火管在工作时会产生大量的高温燃气，虽然变推力机构试验件的通气管路具有良好的耐热性，但是大量的可靠性增长试验使通气管路长期处于高温交变环境中，对于其寿命也有一定的影响。另外，高温燃气中夹杂着大量的燃烧残渣，每次试验后都需要对试验件的通气管路进行清洗，大幅延长试验周期，降低试验效率，也会在一定程度上降低试验件使用寿命。而高压气瓶可以提供常温、洁净的气源，大幅提升试验效率，也可以提高试验件的使用寿命；电发火管在工作时产生的高温燃气为有害气体，而高压气瓶提供的高压气体为洁净的空气或氮气，有利于环境保护。

[0040] 综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。