【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及冷發射裝置，具體地，涉及一種冷發射裝置及其使用方法。
技術介紹
1、隨著航空宇航與自然科學技術的不斷發展，人們對發射無人機、高空探測器、氣象彈等載荷去探索及利用空間資源的需求日益提升。現有載荷多攜帶各種精密探測或控制類儀器部件，該類部件承受飛行加速度峰值能力有限，在大發射加速度或高溫條件下易發生性能漂移或失效，為結局峰值加速高問題，部分飛行器的某個飛行階段需減小部分推力實現減小峰值加速度目的，以防其結構或者精密儀器產生破壞。現階段，各類載荷主要采用熱發射或燃氣、壓縮空氣、燃氣-蒸汽等冷發射方式進行發射，上述發射方式雖然可以完成既定發射任務目標，但存在發射過程紅外特征性大、裝置燒蝕及腐蝕、初始加速度峰值高、出筒速度不穩定以及動力分配效益低等諸多實際問題，給載荷的安全發射帶來了不確定性。
2、為解決傳統熱發射及現有冷發射系統發射過程中由于發射初期瞬時高壓誘發的加速度峰值大而帶來的發射不確定性，迫切需要開發出一種瞬時加速度低、載荷運動加速過程平穩、裝置無燒蝕的新型冷發射裝置，以滿足現階段各種型號無人機、高空探測器、氣象彈等發射峰值加速度受限類載荷發射需求。基于發射加速度控制技術存在的技術問題，尚未有相關的解決方案；因此，迫切需要尋求有效方案以解決上述問題。
技術實現思路
1、為了解決上述問題，本專利技術的目的在于提供一種冷發射裝置及其使用方法，解決傳統熱發射及現有冷發射系統發射過程中由于發射初期瞬時高壓誘發的加速度峰值大而帶來的發射不確定性的技術問題；其結構簡單
2、為了實現上述目的，本專利技術的技術方案如下：
3、本專利技術提供了一種冷發射裝置，包括包括調容塞、螺母、動力艙、o型圈、動力艙壓強傳感器、堵頭、電磁閥、中間艙、步進電機、減壓閥、中間艙壓強傳感器、壓強表、托盤、發射筒、載荷以及控制器；所述動力艙內部設有所述調容塞和所述o型圈，所述調容塞位置由所述螺母控制；所述動力艙的兩側對稱安裝有所述動力艙壓強傳感器和所述堵頭；所述動力艙與所述中間艙配合安裝，所述中間艙與所述發射筒裝配連接；所述托盤與所述載荷配合安裝于所述發射筒內部且沿所述發射筒運動，所述中間艙一側安裝有所述中間艙壓強傳感器和所述壓強表，另一側安裝有所述步進電機；所述動力艙頂部中心安裝有所述電磁閥、所述減壓閥；所述減壓閥分別與所述壓強表、所述步進電機裝配連接；所述控制器通過數據線分別與所述步進電機、所述動力艙壓強傳感器、所述中間艙壓強傳感器、所述電磁閥連接。
4、進一步的，所述動力艙主體為封閉式中空圓柱體，包括動力艙艙體，設置在所述動力艙艙體側壁的動力艙傳感器接口、動力艙充裝口，設置在動力艙艙體頂部的動力艙閥接口以及設置在所述動力艙艙體底部的動力艙螺紋口；所述動力艙傳感器接口與所述動力艙壓強傳感器配合安裝，所述動力艙充裝口與所述堵頭配合安裝；所述動力艙閥接口與所述電磁閥、所述減壓閥配合安裝，所述動力艙頂部與中間艙配合安裝，所述動力艙螺紋口與所述調容塞配合安裝。
5、進一步的，所述調容塞的主體為t字型圓柱體，包括調容塞塞體，設置在所述調容塞塞體側壁面周向的的調容塞凹槽以及與所述調容塞塞體固定連接的調容塞螺紋桿；所述調容塞凹槽用于裝配所述o型圈，所述調容塞塞體與所述o型圈配合安裝于所述動力艙艙體內部，所述調容塞螺紋桿與所述動力艙螺紋口配合安裝。
6、進一步的，所述中間艙的主體為中空圓柱體，包括中間艙艙體，設置在所述中間艙艙體一側壁面的壓強表接口、傳感器接口，設置在所述中間艙艙體另一側壁面的中間艙螺桿口，設置在所述中間艙底部的中間艙主卡槽以及設置在所述中間艙頂部的中間艙次卡槽；所述壓強表接口與所述壓強表配合安裝，所述傳感器接口用于固定安裝所述中間艙壓強傳感器，所述中間艙主卡槽與所述動力艙配合安裝，所述中間艙次卡槽固定安裝在所述發射筒上。
7、進一步的，所述減壓閥包括底部的減壓閥卡槽、減壓閥導線以及減壓閥螺桿；所述減壓閥通過所述減壓閥卡槽與所述電磁閥配合安裝，所述減壓閥導線與所述壓強表連接；所述減壓閥螺桿與所述中間艙螺桿口配合安裝。
8、進一步的，所述發射筒主體為中空圓柱體，包括發射筒筒體，設置在所述發射筒筒體底部的發射筒卡槽以及設置在所述發射筒內部的發射筒平臺；所述發射筒卡槽與所述中間艙次卡槽配合安裝，所述發射筒平臺與所述托盤配合安裝。
9、進一步的，所述托盤包括托盤主端面以及托盤次端面凹腔；所述托盤主端面的外徑小于所述發射筒筒體的內徑，所述托盤次端面凹腔與所述載荷配合安裝。
10、本專利技術還提供了一種冷發射裝置使用方法，包括以下步驟：
11、s1.冷發射裝置組裝及準備工作；
12、s2.冷發射裝置的發射實驗。
13、進一步的，所述s1包括以下步驟：
14、s11.配套設計動力艙、調容塞、發射筒、托盤，選擇適宜的電磁閥和減壓閥，適當量程的壓強傳感器及控制器；
15、s12.將選擇好的各零部件按照冷發射裝置進行裝配，組成冷發射裝置；
16、s13.檢查各零部件裝配關系的合理性、電磁閥開-閉動作有效性、步進電機調節減壓閥控壓能力的可靠性以及冷發射裝置整體的氣密性；
17、s14.啟動控制器，關閉電磁閥和減壓閥，向動力艙內充入高壓氣體至目標壓強，記錄動力艙壓強傳感器壓強-時間曲線；
18、s15.將載荷和托盤裝入冷發射裝置，依次打開電磁閥和減壓閥開展冷發射模擬實驗；
19、s16.若電磁閥開啟前,出現動力艙內壓強數值不斷減小或電磁閥和減壓閥開啟后,動力艙壓強傳感器、中間艙壓強傳感器數據異常、步進電機無法有效調節減壓閥控壓能力，則重復s11～s14步驟，直至冷發射裝置整體氣密性、動力艙壓強傳感器、中間艙壓強傳感器及電磁閥、減壓閥控壓功能可靠性得到驗證為止。
20、進一步的，所述s2包括以下步驟：
21、s21.根據載荷加速度峰值amax，托盤主端面面積at，托盤質量mt，載荷質量mz，計算減壓閥開啟閾值壓強py，動力艙氣體充裝壓強pd與減壓閥開啟閾值壓強py滿足：pd＝50py關系：
22、
23、s22.對于動力艙體積vd，其大小由中間艙體積vm，發射筒體積vf共同決定，滿足下式：
24、
25、s23.按照步驟s21和s22預設動力艙體積vd和充裝壓強pd，控制器啟動電磁閥和步進電機，高壓氣體依次經電磁閥和減壓閥進入中間艙推動發射筒內托盤和載荷沿發射筒軸線向筒口運動,控制器與中間艙壓強傳感器及步進電機構成閉環控制系統，當中間艙內壓強p滿足p-py|/py≤10％時，控制器主動向步進電機發送降壓控制指令，步進電機帶動減壓閥螺桿減小高壓氣體經減壓閥的流量及壓強，降低發射筒和中間艙內氣體壓強，完成節流控壓及載荷降加速度目標,反之，控制本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種冷發射裝置，其特征在于，包括調容塞、螺母、動力艙、O型圈、動力艙壓強傳感器、堵頭、電磁閥、中間艙、步進電機、減壓閥、中間艙壓強傳感器、壓強表、托盤、發射筒、載荷以及控制器；所述動力艙內部設有所述調容塞和所述O型圈，所述調容塞位置由所述螺母控制；所述動力艙的兩側對稱安裝有所述動力艙壓強傳感器和所述堵頭；所述動力艙與所述中間艙配合安裝，所述中間艙與所述發射筒裝配連接；所述托盤與所述載荷配合安裝于所述發射筒內部且沿所述發射筒運動，所述中間艙一側安裝有所述中間艙壓強傳感器和所述壓強表，另一側安裝有所述步進電機；所述動力艙頂部中心安裝有所述電磁閥、所述減壓閥；所述減壓閥分別與所述壓強表、所述步進電機裝配連接；所述控制器通過數據線分別與所述步進電機、所述動力艙壓強傳感器、所述中間艙壓強傳感器、所述電磁閥連接。
2.根據權利要求1所述的一種冷發射裝置，其特征在于，所述動力艙主體為封閉式中空圓柱體，包括動力艙艙體，設置在所述動力艙艙體側壁的動力艙傳感器接口、動力艙充裝口，設置在動力艙艙體頂部的動力艙閥接口以及設置在所述動力艙艙體底部的動力艙螺紋口；所述動力艙傳感器接口與所述動
3.根據權利要求2所述的一種冷發射裝置，其特征在于，所述調容塞的主體為T字型圓柱體，包括調容塞塞體，設置在所述調容塞塞體側壁面周向的的調容塞凹槽以及與所述調容塞塞體固定連接的調容塞螺紋桿；所述調容塞凹槽用于裝配所述O型圈，所述調容塞塞體與所述O型圈配合安裝于所述動力艙艙體內部，所述調容塞螺紋桿與所述動力艙螺紋口配合安裝。
4.根據權利要求3所述的一種冷發射裝置，其特征在于，所述中間艙的主體為中空圓柱體，包括中間艙艙體，設置在所述中間艙艙體一側壁面的壓強表接口、傳感器接口，設置在所述中間艙艙體另一側壁面的中間艙螺桿口，設置在所述中間艙底部的中間艙主卡槽以及設置在所述中間艙頂部的中間艙次卡槽；所述壓強表接口與所述壓強表配合安裝，所述傳感器接口用于固定安裝所述中間艙壓強傳感器，所述中間艙主卡槽與所述動力艙配合安裝，所述中間艙次卡槽固定安裝在所述發射筒上。
5.根據權利要求4所述的一種冷發射裝置，其特征在于，所述減壓閥包括底部的減壓閥卡槽、減壓閥導線以及減壓閥螺桿；所述減壓閥通過所述減壓閥卡槽與所述電磁閥配合安裝，所述減壓閥導線與所述壓強表連接；所述減壓閥螺桿與所述中間艙螺桿口配合安裝。
6.根據權利要求5所述的一種冷發射裝置，其特征在于，所述發射筒主體為中空圓柱體，包括發射筒筒體，設置在所述發射筒筒體底部的發射筒卡槽以及設置在所述發射筒內部的發射筒平臺；所述發射筒卡槽與所述中間艙次卡槽配合安裝，所述發射筒平臺與所述托盤配合安裝。
7.根據權利要求6所述的一種冷發射裝置，其特征在于，所述托盤包括托盤主端面以及托盤次端面凹腔；所述托盤主端面的外徑小于所述發射筒筒體的內徑，所述托盤次端面凹腔與所述載荷配合安裝。
8.一種冷發射裝置使用方法，其特征在于，包括以下步驟：
9.根據權利要求8所述的一種冷發射裝置使用方法，其特征在于，所述S1包括以下步驟：
10.根據權利要求8所述的一種冷發射裝置使用方法，其特征在于，所述S2包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種冷發射裝置，其特征在于，包括調容塞、螺母、動力艙、o型圈、動力艙壓強傳感器、堵頭、電磁閥、中間艙、步進電機、減壓閥、中間艙壓強傳感器、壓強表、托盤、發射筒、載荷以及控制器；所述動力艙內部設有所述調容塞和所述o型圈，所述調容塞位置由所述螺母控制；所述動力艙的兩側對稱安裝有所述動力艙壓強傳感器和所述堵頭；所述動力艙與所述中間艙配合安裝，所述中間艙與所述發射筒裝配連接；所述托盤與所述載荷配合安裝于所述發射筒內部且沿所述發射筒運動，所述中間艙一側安裝有所述中間艙壓強傳感器和所述壓強表，另一側安裝有所述步進電機；所述動力艙頂部中心安裝有所述電磁閥、所述減壓閥；所述減壓閥分別與所述壓強表、所述步進電機裝配連接；所述控制器通過數據線分別與所述步進電機、所述動力艙壓強傳感器、所述中間艙壓強傳感器、所述電磁閥連接。
2.根據權利要求1所述的一種冷發射裝置，其特征在于，所述動力艙主體為封閉式中空圓柱體，包括動力艙艙體，設置在所述動力艙艙體側壁的動力艙傳感器接口、動力艙充裝口，設置在動力艙艙體頂部的動力艙閥接口以及設置在所述動力艙艙體底部的動力艙螺紋口；所述動力艙傳感器接口與所述動力艙壓強傳感器配合安裝，所述動力艙充裝口與所述堵頭配合安裝；所述動力艙閥接口與所述電磁閥、所述減壓閥配合安裝，所述動力艙頂部與中間艙配合安裝，所述動力艙螺紋口與所述調容塞配合安裝。
3.根據權利要求2所述的一種冷發射裝置，其特征在于，所述調容塞的主體為t字型圓柱體，包括調容塞塞體，設置在所述調容塞塞體側壁面周向的的調容塞凹槽以及與所述調容塞塞體固定連接的調容塞螺紋桿；所述調容塞凹槽用于裝配所述o型圈，所述調容塞塞體與所述o型圈配合安裝于所述動力艙艙體...
【專利技術屬性】
技術研發人員：席運志，夏軍，高經緯，樊寶星，楊利軍，張博倫，申志強，張凡榛，
申請(專利權)人：中國人民解放軍國防科技大學，
類型：發明
國別省市：
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