液體運載火箭模擬燃料增壓加泄配氣控制臺的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于大型捆綁式液體運載火箭的地面試驗裝置，具體涉及一種液體運載火 箭模擬燃料增壓加泄配氣控制臺。
【背景技術】
[0002] 隨著人類對空間探索的不斷發展，為了滿足各種類型的有效載荷天地往返運輸的 需求，需要研究設計不同功能、運載能力的飛行器。液體運載火箭作為目前主要的天地運載 飛行器之一，在設計研發的初期需要進行各式各樣的地面試驗W保證其高度的可靠性，例 女口；全箭振動特性試驗、爆炸分離試驗、地面轉場運輸等等。為了滿足地面試驗時火箭質量 特性與飛行砂狀態一致，并考慮到試驗全過程的安全性，火箭膽箱需要加注模擬燃料（通 常為蒸傭水，或一定濃度的尿素、硝酸巧溶液等）并進行增壓配氣操作。在地面試驗的加注 /排泄過程中，經常遇到的一個問題是；如何精確的監測和控制火箭膽箱內模擬燃料的加 注/排泄量W及膽箱實時壓力值，并及時進行相應的閥口閉合操作，保證箭體的安全。
[0003] 通過查閱相關文獻資料，發現國內外沒有相關專利產品用于解決液體火箭增壓加 注/排泄的精確監控問題。目前我們采用的傳統方法為：每個膽箱監測表頭分別設置人員 對加注量和壓力值進行監視，并采用通訊系統對各個閥口的操作員下達操作指令。
[0004] 隨著飛行器運載能力的提升，液體火箭越來越多的出現對稱捆綁助推的結構形 式；根據試驗需求，為了防止箭體在加注/排泄過程中傾倒，捆綁式火箭在模擬液加泄時需 要對稱同時進行W保證箭體在操作過程中的平衡。面對多膽箱對稱加注/排泄任務時，現 有的監測及操作方法需要配備多名工作人員，而崗位人員過多容易導致通訊系統混亂，操 作指令無法正確及時的下達。因此，傳統的箭體膽箱模擬燃料加泄量W及壓力值監測控制 方法存在一定的不足。

【發明內容】

[0005] 本發明的目的是設計一套用于液體火箭模擬燃料增壓加注/排泄的控制臺，滿足 大型捆綁式火箭的對稱加注/排泄任務，能夠精確監測和控制模擬燃料加注/排泄量，改善 了W往加注過程繁復的操作程序，具備友好的人機操作界面，為大型液體運載火箭地面試 驗提供保障。
[0006] 本發明的技術方案是：
[0007] -種液體運載火箭模擬燃料增壓加泄配氣控制臺，可為對稱捆綁式火箭A箱，B箱 同時提供氣體；其中，包括：配氣管路系統；
[000引配氣管路系統包括；氣源，主管路進氣手閥，主管路過濾器，氣源壓力表，A箱增壓 電磁閥，A箱壓力表，A箱壓力傳感器;A箱加注開槍電磁閥，A箱加注槍，B箱增壓電磁閥，B 箱壓力表，B箱壓力傳感器，B箱加注開槍電磁閥，B箱加注槍；
[0009] 其中，氣源輸出增壓氣體，經過主管路進氣手閥、主管路過濾器輸出到主氣路管 路；
[0010] 在主氣路管路上的通往A箱的氣路支路上使用A箱增壓電磁閥進行氣體通斷的控 巧||，并且，連接A箱壓力表、A箱壓力傳感器，對通往A箱的氣體壓力進行檢測；此外，使用A 箱加注開槍電磁閥控制A箱加注槍；
[0011] 在主氣路管路上的通往B箱的氣路支路上使用B箱增壓電磁閥進行氣體通斷的控 巧[|，并且，連接B箱壓力表、B箱壓力傳感器，對通往B箱的氣體壓力進行檢測；此外，使用B 箱加注開槍電磁閥控制B箱加注槍。
[0012] 如上所述的一種液體運載火箭模擬燃料增壓加泄配氣控制臺，其中，還包括；液路 輔助系統、可編程序電控系統；
[0013] 液路輔助系統輔助包括加注槍供氣接口和流量計插座接口，其中，設置兩套電磁 流量計接口插座為對稱加注時使用；
[0014] 可編程序電控系統包括命令執行器和人機交互操作器兩部分；命令執行器的主要 硬件部分可W分為開關量輸入、模擬量輸入W及開關量輸出Η個模塊；人機交互操作器采 用的是電容式觸屏顯示面板，內部集成可編程序控制器。
[0015] 如上所述的一種液體運載火箭模擬燃料增壓加泄配氣控制臺，其中，所述配氣管 路系統還包括；Β箱安溢電磁閥，A箱安溢電磁閥，A箱附壓力表，Β箱附壓力表，A膽箱走管 連接器，B膽箱走管連接器；
[0016] 其中，在從A箱的氣路支路返回到主氣路管理的路徑上，設置A箱安溢電磁閥，在 從A箱的氣路支路返回到主氣路管理的路徑上，設置B箱安溢電磁閥；對于A箱設置為A箱 附壓力表，對于B箱設置為B箱附壓力表；所述液體運載火箭模擬燃料增壓加泄配氣控制臺 與火箭A箱和B箱之間，分別使用A膽箱走管連接器、B膽箱走管連接器進行轉接。
[0017] 本發明可應用于大型捆綁式液體運載火箭的地面試驗，包括；全箭振動特性試驗、 爆炸分離試驗；W及火箭膽箱的增壓、儲存、運輸等。
[0018] 本發明設計的增壓加泄配氣控制臺能適用于新型捆綁式液體運載火箭的加注、排 泄工作，滿足同時監測和控制多個火箭膽箱內模擬燃料的加注量W及膽箱實時壓力值的需 求。該設備流速監測精度達0.OOlmVmin，流量監測精度達0. 01m3,膽箱壓力測量精度為 0.005Mpa〇
[0019] 該控制臺已成功使用于某型號全箭振動特性試驗的加注過程中，并與箭上液位傳 感器的測試結果進行比對驗證，試驗要求、操作過程和實際使用效果如下：
[0020] 試驗要求：
[0021] (1)試驗共有四個膽箱，其加注量分別為：24.88立方米，5. 81立方米，48. 76立方 米和11. 00立方米；
[002引 似加注流速采用慢-快-慢的方式，即加注初期為低速，中間可W適當提高流速， 接近預設定加注量時減小閥口采用慢速；
[0023] (3)加注采用增壓加注，加注過程由下箱體至上箱體依次進行，W避免膽箱發生失 穩現象；
[0024] (4)箭上每個膽箱均設置液位傳感器，用于比對控制臺監測精確度；
[00巧](5)具備相關安全防護措施，W防止在加注過程中箭體重必改變發生傾斜而對產 品造成磕碰損害。
[002引使用效果：
[0027] 本次試驗各崗位操作人員3名，試驗順利完成；獲取了有效數據，結果證明試驗過 程中滿足加注總量的誤差小于2%，使用該控制臺能精確高效的實現對液體運載火箭模擬 燃料增壓加注/排泄過程的自動化作業。表1為此次加注過程試驗記錄數據。
[0028] 表1控制臺使用驗證結果
[0029]
[0030]

【附圖說明】
[0031] 圖1是本發明所述液體運載火箭模擬燃料增壓加泄配氣控制臺外型示意圖；
[00礎（a)為立體圖；化）為左視圖；
[0033] 圖2是電磁流量計插座接口排線圖；
[0034] 圖3是配氣管路系統組成圖；
[0035] 圖4是開關量輸入模塊排線圖；
[0036]圖5是模擬量輸入模塊排線圖；
[0037] 圖6是開關量輸出模塊排線圖；
[0038] 圖7是試驗系統組成圖。
[0039] 圖1中，101為電容式觸屏顯示面板、102為壓力表盤顯示面板、103為供氣接口、 104為控制臺手動指令開關、105為電源和急停開關、106為可移動滾輪底座、107為主管路 進氣手閥、108為控制臺面；
[0040] 圖3中201為氣源，202為主管路進氣手閥，203為主管路過濾器，204為氣源壓力 表，205為A箱增壓電磁閥，206為A箱安溢電磁閥，207為B箱增壓電磁閥，208為B箱安溢 電磁閥，209為A箱加注開槍電磁閥，210為B箱加注開槍電磁閥，