CN116477074A - 一种多航天器分离用气动分离系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开一种多航天器分离用气动分离系统，包括：高压气瓶、电爆阀、减压阀、储气瓶、至少一个电磁阀和至少一个气动推杆；其中，所述高压气瓶，用于向所述电爆阀输出高压气体；所述电爆阀，用于根据工作指令控制自身的通断，使得所述高压气瓶内的高压气体输出到所述减压阀；所述减压阀，用于根据工作指令对所述高压气体进行减压；所述储气瓶，用于容纳从所述减压阀第二端输出的气体；所述电磁阀，用于根据工作指令控制管路的通断，使得所属气体输出至所述气动推杆；所述气动推杆，用于将输入的气压输出为推力，将航天器从适配分离舱上弹出。本发明降低了分离机构质量，消除了弹簧长期贮存松弛风险；提高了气动推杆中的压力稳定性。

Description

一种多航天器分离用气动分离系统

技术领域

本发明涉及运载器技术领域。更具体地，涉及一种多航天器分离用气动分离系统。

背景技术

目前，在航天产品中，越来越多的产品需要通过一发运载器发射多发航天器，这就涉及到多发航天器在运载器上的释放分离的技术。

在当前成熟的方案中，通常航天器适配器为每个航天器提供了分离释放机构，经常采用分离弹簧提供分离冲量，实现航天器的释放分离。这种方案结构简单，成本较低，但分离机构的质量较大，且弹簧存在松弛风险。也有学者对气动弹射式航天器分离方案进行了研究，但其研究内容多局限在单航天器的释放分离方案，没有考虑多航天器分离的方法，也没有考虑多航天器分离速度一致性的问题。

本专利公开了一种多航天器分离用气动分离系统，可以以较小的重量实现多航天器的释放分离，而且每个航天器或者每组航天器可以根据指令进行释放分离，同时考虑了多航天器分离速度的一致性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多航天器分离用气动分离系统，以解决现有技术存在的问题中的至少一个。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明提供一种多航天器分离用气动分离系统，包括：

高压气瓶、电爆阀、减压阀、储气瓶、至少一个电磁阀和至少一个气动推杆；

其中，

所述高压气瓶，用于向所述电爆阀输出高压气体；

所述电爆阀，用于根据工作指令控制自身的通断，使得所述高压气瓶内的高压气体输出到所述减压阀；

所述减压阀，用于根据工作指令对所述高压气体进行减压；

所述储气瓶，用于容纳从所述减压阀第二端输出的气体；

所述电磁阀，用于根据工作指令控制管路的通断，使得所属气体输出至所述气动推杆；

所述气动推杆，用于将输入的气压输出为推力，将航天器从适配分离舱上弹出；

所述电爆阀的第一端通过管路与所述高压气瓶连接，

所述电爆阀的第二端通过管路与所述减压阀的第一端连接，

所述减压阀的第二端与所述储气瓶连接，

所述减压阀的第二端通过管路与所述电磁阀的第一端连接，

所述电磁阀的第二端与所述气动推杆连接。

可选地，所述系统还包括充气阀

所述高压气瓶通过充气阀充入高压气体。

可选地，所述电爆阀安装在高压气瓶后的管路上，也能够与所述气高压气瓶集成为一体。

可选地，所述系统还包括高压压力传感器

所述高压压力传感器安装于高压气瓶与电爆阀中间的管路上或与高压气瓶一体化电爆阀的阀体上，用以实现对气瓶内压力的监测。

可选地，所述系统还包括过滤器

所述过滤器，用于过滤所述高压气体的杂质；

所述过滤器安装于所述电爆阀第二端与所述减压阀第一端连接之间的管路中。

可选地，所述系统还包括低压压力传感器

所述低压压力传感器，用于监测所述减压阀与所述电磁阀之间连接管路的气压。

可选地，所述系统还包括安全阀

所述安全阀，用于根据预设的安全压力，使得所述低压输出到所述电磁阀；

所述安全阀安装在所述减压阀与所述电磁阀之间连接的管路中。

可选地，一个电磁阀控制一个航天器的释放分离或一个电磁阀控制多个航天器的释放分离。

可选地，分别在所述电爆阀前的管路上、电爆阀和减压阀之间的管路上、减压阀和电磁阀之间的管路上、电磁阀和气动推杆中间的管路上设置工艺口，用于气密检查。

本发明的有益效果如下：

本发明提供的一种多航天器分离用气动分离机构，通过使用气动推杆代替弹簧推杆，降低了分离机构质量，同时消除了弹簧长期贮存松弛风险；通过采用减压阀和储气瓶可以提高气动推杆中的压力稳定性，保证分离速度的一致性。每个航天器或者每组航天器的释放分离通过电磁阀控制，实现可以根据指令分离。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出本发明的一个实施例可以应用于其中的示例性系统架构图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

本发明提供一种多航天器分离用气动分离系统，包括：

高压气瓶、电爆阀、减压阀、储气瓶、至少一个电磁阀和至少一个气动推杆；

其中，

所述高压气瓶，用于向所述电爆阀输出高压气体；

所述电爆阀，用于根据工作指令控制自身的通断，使得所述高压气瓶内的高压气体输出到所述减压阀；

所述减压阀，用于根据工作指令对所述高压气体进行减压；

所述储气瓶，用于容纳从所述减压阀第二端输出的气体；

所述电磁阀，用于根据工作指令控制管路的通断，使得所属气体输出至所述气动推杆；

所述气动推杆，用于将输入的气压输出为推力，将航天器从适配分离舱上弹出；

所述电爆阀的第一端通过管路与所述高压气瓶连接，

所述电爆阀的第二端通过管路与所述减压阀的第一端连接，

所述减压阀的第二端与所述储气瓶的第一端连接，

所述减压阀的第二端通过管路与所述电磁阀的第一端连接，

所述电磁阀的第二端与所述气动推杆连接。

可选地，所述系统还包括充气阀

所述高压气瓶通过充气阀充入高压气体。

可选地，所述电爆阀安装在高压气瓶后的管路上，也能够与所述气高压气瓶集成为一体。

可选地，所述系统还包括高压压力传感器

所述高压压力传感器安装于高压气瓶与电爆阀中间的管路上或与高压气瓶一体化电爆阀的阀体上，用以实现对气瓶内压力的监测。

可选地，所述系统还包括过滤器

所述过滤器，用于过滤所述高压气体的杂质；

所述过滤器安装于所述电爆阀第二端与所述减压阀第一端连接之间的管路中。

可选地，所述系统还包括低压压力传感器

所述低压压力传感器，用于监测所述减压阀与所述电磁阀之间连接管路的气压。

可选地，所述系统还包括安全阀

所述安全阀，用于根据预设的安全压力，使得所述低压输出到所述电磁阀；

所述安全阀安装在所述减压阀与所述电磁阀之间连接的管路中。

可选地，一个电磁阀控制一个航天器的释放分离或一个电磁阀控制多个航天器的释放分离。

可选地，分别在所述电爆阀前的管路上、电爆阀和减压阀之间的管路上、减压阀和电磁阀之间的管路上、电磁阀和气动推杆中间的管路上设置工艺口，用于气密检查。

具体的一个实施例，

如图1所示，本发明实施例提供的一种多航天器分离用气动分离机构系统包括：高压气瓶、电爆阀、过滤器、减压阀、储气瓶、安全阀、至少一个电磁阀、至少一个气动推杆、充气阀、高压压力传感器、低压压力传感器、管路及工艺口；

如图1所示，航天器的数量为4个，对应气动推杆为8个，电磁阀为3个。

具体的，当航天器为N个时，对应的气动推杆为2N个或N个，电磁阀至少一个。

所述高压气瓶、电爆阀、过滤器、减压阀、储气瓶、安全阀、电磁阀、气动推杆、充气阀、高压压力传感器、低压压力传感器及气密检查口通过管路相连接，成为一套完整的系统；

所述高压气瓶通过充气阀充入高压气体；

电爆阀安装在高压气瓶后的管路上，也可以与气瓶集成为一体，电爆阀平时处于常闭状态，在收到工作指令后进行动作，打开阀口，使得高压气瓶内的高压气体可以流入到下游。

所述高压压力传感器安装与高压气瓶与电爆阀中间的管路上或者与气瓶一体化的阀体上，用以实现对高压气瓶内压力的监测。

所述减压阀通过管路与高压气瓶连接，用于根据工作指令对所述高压气体进行减压，减压阀的输出压力可以根据需要调节；

所述减压阀的第二端接入一个储气瓶，储气瓶用于容纳从减压阀输出的气体；

减压阀后的第二端通过管路接入一个安全阀，用于根据预设的安全压力，使得所述低压是否输出到所述电磁阀，安全阀的安全压力可以根据需要进行调节；

减压阀的第二端通过管路中接入一个低压压力传感器，用于监测所述减压阀与所述电磁阀之间连接管路的气压。所述减压阀的第二端通过管路与所述电磁阀的第一端连接，用于根据工作指令控制管路的通断，使得所属气体输出至所述气动推杆；电磁阀通常处于常闭状态，在收到工作指令后打开管路，实现气体流入到气动推杆中。

每个电磁阀可以控制一个航天器的释放分离，例如实施例中的航天器1，也可以控制多个航天器的释放分离，例如实施例中的航天器2和航天器3。

气动推杆用于实现航天器分离过程的作动，将气压能量输出为推力，作用到航天器上将航天器从适配分离舱上弹出。通常，航天器和气动推杆固定部分均安装到航天器安装支架上，以保证二者之间不发生相对位移。

在航天器分离前，航天器通常固定到适配器安装支架上；分离时，通过火工品或者其他机构断开航天器与航天器安装支架的连接；然后在气动推杆推力的作用下从航天器安装支架上释放分离。

所述系统还分别在电爆阀前、电爆阀和减压阀之间、减压阀和电磁阀之间、电磁阀和气动推杆中间设置有工艺口，用于气密检查。

气动分离系统的工作原理为：

在初始状态，电爆阀处于闭合状态，电磁阀处于闭合状态；

通过充气阀给高压气瓶充入高压气体，这时高压气瓶处于密封储存高压气体的状态；

在航天器准备分离前，先给电爆阀供电，电爆阀工作打开阀口，高压气体从高压气瓶流入减压阀，经减压后流入到下游的储气瓶及相连管路；

当航天器需分离释放时，给对应的电磁阀供电，打开对应电磁阀气路，使高压气体流入到对应的气动推杆中；

在高压气体作用下，气动推杆产生推力，将航天器从适配分离舱中按照规定速度分离释放出去。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

还需要说明的是，在本发明的描述中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于本领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种多航天器分离用气动分离系统，其特征在于，包括：

高压气瓶、电爆阀、减压阀、储气瓶、至少一个电磁阀和至少一个气动推杆；

其中，

所述高压气瓶，用于向所述电爆阀输出高压气体；

所述电爆阀，用于根据工作指令控制自身的通断，使得所述高压气瓶内的高压气体输出到所述减压阀；

所述减压阀，用于根据工作指令对所述高压气体进行减压；

所述储气瓶，用于容纳从减压阀第二端输出的气体；

所述电磁阀，用于根据工作指令控制管路的通断，使得气体输出至所述气动推杆；

所述气动推杆，用于将输入的气压输出为推力，将航天器从适配分离舱上弹出；

所述电爆阀的第一端通过管路与所述高压气瓶连接，

所述电爆阀的第二端通过管路与所述减压阀的第一端连接，

所述减压阀的第二端与所述储气瓶的第一端连接，

所述减压阀的第二端通过管路与所述电磁阀的第一端连接，

所述电磁阀的第二端与所述气动推杆连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括充气阀所述高压气瓶通过充气阀充入高压气体。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电爆阀安装在高压气瓶后的管路上或与所述气高压气瓶集成为一体。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括高压压力传感器

所述高压压力传感器，用于对高压气瓶内压力进行监测，

所述高压压力传感器安装于高压气瓶与电爆阀中间的管路上。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述高压压力传感器安装在所述与高压气瓶一体的电爆阀的阀体上，实现对气瓶内压力的监测。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括过滤器所述过滤器，用于过滤所述高压气体的杂质；

所述过滤器安装于所述电爆阀第二端与所述减压阀第一端连接之间的管路中。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括低压压力传感器

所述低压压力传感器，用于监测所述减压阀与所述电磁阀之间连接管路的气压。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括安全阀

所述安全阀，用于根据预设的安全压力，使得所述低压输出到所述电磁阀；

所述安全阀安装在所述减压阀与所述电磁阀之间连接的管路中。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，一个电磁阀控制一个航天器的释放分离或一个电磁阀控制多个航天器的释放分离。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，分别在所述电爆阀前的管路上、电爆阀和减压阀之间的管路上、减压阀和电磁阀之间的管路上、电磁阀和气动推杆中间的管路上设置工艺口，用于气密检查。