一种运载火箭气液连接器平衡气路及其控制方法

技术领域

本发明属于供气技术领域，特别涉及一种运载火箭气液连接器平衡气路及其控制方法。

背景技术

气液连接器是将加注管路或供气管路与运载火箭加注口或供气口进行连接，从而完成推进剂向箭体贮箱加注或完成箭体供气需求的装置。气液连接器在与运载火箭对接时，其自身重量会增加对接难度。气液连接器与运载火箭对接后，气液连接器及气液管路重量对箭上接口会产生额外的牵扯力，降低接口的可靠性。

传统方法通过设置配重块或弹簧来平衡气液连接器及气液管路的重量，以减小对接难度，减小气液连接器及气液管路重量对箭上接口产生的牵扯力。

但是传统方法存在以下不足：对于不同规格和重量的气液连接器适应性差，且在对接过程中以及对接后，当箭体受风载晃动或箭体加注后下沉时，接口仍然会产生一定牵扯力。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种运载火箭气液连接器平衡气路及其控制方法，实现气液连接器及气液管路重量的平衡，并消除对箭上接口的牵扯力。

本发明的技术解决方案是：

一种运载火箭气液连接器平衡气路，包括气源输入端、平衡供气输出端、平衡气缸、直接供气气路和平衡供气气路；

直接供气气路：包括第一常闭电磁阀和第一可调节流阀；所述第一常闭电磁阀的输入端与气源输入端相连，输出端与第一可调节流阀的输入端相连；所述第一可调节流阀的输出端与平衡供气输出端相连；

所述平衡供气输出端与用于对气液连接器及气液管路施加作用力的平衡气缸相连；

平衡供气气路：包括气控减压阀、常开电磁阀、稳压气瓶和第三常闭电磁阀，所述气控减压阀的输入端与气源输入端相连，第一输出端与常开电磁阀的输入端相连，参考端与稳压气瓶的第一端相连，第二输出端与第三放气端相连；所述常开电磁阀的输出端与平衡供气输出端相连；所述第三常闭电磁阀的输入端与第一可调节流阀的输出端相连，输出端与稳压气瓶的第二端相连；

所述气控减压阀根据稳压气瓶中气体的压力对气源输入端输入的气体进行减压后输出，使输出气体的压力始终等于稳压气瓶中气体的压力。

优选的，还包括平衡气缸放气支路，所述平衡气缸放气支路包括第二常闭电磁阀和第二可调节流阀；所述第二常闭电磁阀的输入端与第一可调节流阀的输出端相连，输出端与第二可调节流阀的输入端相连；所述第二可调节流阀的输出端与第一放气端相连。

优选的，还包括稳压气瓶放气支路，所述稳压气瓶放气支路包括第四常闭电磁阀，其输入端与第三常闭电磁阀的输出端相连，输出端与第二放气端相连。

优选的，所述气源输入端与气控减压阀输入端之间设置有第一压力传感器，所述气控减压阀参考端与稳压气瓶之间设置有第二压力传感器，所述常开电磁阀输出端与平衡供气输出端之间设置有第三压力传感器。

优选的，所述气源输入端与气控减压阀输入端之间设置有第一手动截止阀，所述常开电磁阀输出端与平衡供气输出端之间设置有第二手动截止阀。

优选的，所述稳压气瓶中气体的压力等于平衡气缸对气液连接器及气液管路施加的作用力能够平衡气液连接器及气液管路的重量所需的压力。

一种运载火箭气液连接器平衡气路控制方法，包括：

通过以下方式控制平衡气缸的压力，从而对气液连接器及气液管路的重量进行平衡：

在初始状态下，常开电磁阀供电断开，第一常闭电磁阀、第三常闭电磁阀供电打开，气源输入端通过直接供气气路对平衡气缸进行充气，同时对稳压气瓶进行充气，通过第一可调节流阀调节充气的流量，当平衡气缸和稳压气瓶的压力均达到能够平衡气液连接器及气液管路重量要求的压力p0后，第一常闭电磁阀、第三常闭电磁阀断电关闭，常开电磁阀断电打开，气源输入端通过平衡供气气路为稳压气瓶进行供气，当平衡气缸的压力发生变化时，平衡供气气路通过自动调节使平衡气缸的压力维持在p0；

通过以下方式控制气液连接器及气液管路上升：

常开电磁阀供电断开，第一常闭电磁阀供电打开，气源输入端通过直接供气气路对平衡气缸进行充气，通过第一可调节流阀调节充气的流量，直至气液连接器及气液管路上升至目标位置；

通过采用以下方式控制气液连接器及气液管路下降：

常开电磁阀供电断开，第二常闭电磁阀供电打开，平衡气缸通过第一放气端进行放气，通过第二可调节流阀调节放气的流量，直至气液连接器及气液管路下降至目标位置。

优选的，所述平衡供气气路通过自动调节使平衡气缸的压力维持在p0，具体为：

当平衡气缸压力大于p0时，气控减压阀第一输出端自动打开与常开电磁阀输入端连通，通过第三放气端放气，直至平衡气缸的压力降至p0，气控减压阀第二输出端关闭；

当平衡气缸压力小于p0时，气控减压阀的输入端与常开电磁阀输入端连通，通过气源输入端给平衡气缸充气，直至平衡气缸压力升至p0，气控减压阀的输入端断开与常开电磁阀输入端连通。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明运载火箭气液连接器平衡气路的平衡供气气路通过气控减压阀和稳压气缸的配合使用，平衡供气输出端压力保持恒定，从而使平衡气缸始终输出恒定平衡力，在箭体晃动或下沉的情况下也能够维持气液连接器及气液管路的重量，避免对箭上接口产生牵扯力，稳定性强，可靠性高；

(2)本发明平衡气路平衡供气气路的设置使得平衡供气输出端的压力始终等于稳压气瓶的压力，通过改变稳压气瓶的压力，能够调整平衡供气输出端压力大小，从而能够适应不同重量的气液连接器，适应性强；

(3)本发明平衡气路在断开平衡供气气路的气控减压阀对平衡供气输出端压力的控制后，通过直接供气气路和平衡气缸放气气路对平衡气缸进行充放气，能够实现气液连接器的上升和下降。

附图说明

图1为本发明实施例1运载火箭气液连接器平衡气路结构示意图；

图2为本发明实施例2运载火箭气液连接器平衡气路结构示意图；

图3为本发明实施例3运载火箭气液连接器平衡气路结构示意图。

具体实施方式

下面通过对本发明进行详细说明,本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。

实施例1

图1示出了本发明实施例1提供的一种运载火箭气液连接器平衡气路的结构示意图，参见图1，本发明实施例1提供的一种运载火箭气液连常接器平衡气路气路包括气源输入端；气控减压阀QJK，第一端与气源输入端相连；常开电磁阀KD，第一端与气控减压阀QJK第二端相连；平衡供气输出端，与常开电磁阀KD第二端相连；平衡气缸QG，第一端与平衡供气输出端连接；第一常闭电磁阀BD1，第一端与气源输入端相连；第一可调节流阀JL1，第一端与第一常闭电磁阀BD1第二端相连；第二常闭电磁阀BD2，第一端与常开电磁阀KD第二端；第二可调节流阀JL2，第一端与第二常闭电磁阀BD2第二端相连；第一放气端，与第二可调节流阀JL2第二端相连；稳压气瓶WQP，第一端与气控减压阀QJK第三端相连；第三常闭电磁阀BD3，第一端与第一可调节流阀JL1第二端、第二常闭电磁阀BD2第一端相连，第二端与稳压气瓶WQP第二端相连；第四常闭电磁阀BD4，第一端与稳压气瓶WQP第三端相连；第二放气端，与第四常闭电磁阀BD4第二端相连，第三放气端，与气控减压阀QJK第四端相连。

参考图1，采用本发明提供的一种运载火箭气液连接器平衡气路控制方法，包括：

步骤一：当平衡气液连接器及气液管路重量时，常开电磁阀KD供电断开，第一常闭电磁阀BD1、第三常闭电磁阀BD3供电打开，从气源输入端将稳压气瓶WQP和平衡气缸PQG均充气至满足平衡气液连接器及气液管路重量要求的压力p0。第一常闭电磁阀BD1、第三常闭电磁阀BD3断电关闭，常开电磁阀KD断电打开。当平衡气缸压力大于p0时，气控减压阀QJK第四端自动打开与常开电磁阀KD第一端连通，第三放气端放气，直到平衡气缸PQG压力降至p0；

当平衡气缸PQG压力小于p0时，气控减压阀QJK第一端与常开电磁阀KD第一端连通，自动给平衡气缸PQG充气，直到平衡气缸压PQG力升至p0。

步骤二：当控制气液连接器上升时(提高平衡气缸PQG供气压力)，常开电磁阀KD供电断开，第一常闭电磁阀BD1供电打开，从气源输入端给平衡气缸PQG充气。当气液连接器上升至目标值时，第一常闭电磁阀BD1断电关闭，常开电磁阀KD断电打开。气控减压阀QJK第四端自动打开与常开电磁阀KD第一端连通，第三放气端放气，直到平衡气缸PQG压力降至p0。

步骤三：当控制气液连接器下降时(降低平衡气缸PQG供气压力)，常开电磁阀KD供电断开，第二常闭电磁阀BD2供电打开，通过第一放气端给平衡气缸PQG放气。当气液连接器下降至目标值时，第二常闭电磁阀BD2断电关闭，常开电磁阀KD断电打开。气控减压阀QJK第一端与常开电磁阀KD第一端连通，自动给平衡气缸PQG充气，直到平衡气缸PQG压力升至p0。

实施例2

图2示出了本发明实施例2提供的一种运载火箭气液连接器平衡气路的结构示意图，参见图2，本发明实施例2提供的一种运载火箭气液连接器平衡气路除了包括实施例1所示的所以部件外，还包括：第一压力传感器BP1、第二压力传感器BP2和第三压力传感器BP3，其中第一压力传感器BP1设置在气源输入端与气控减压阀QJK第一端、第一常闭电磁阀BD第一端之间；第二压力传感器BP2设置在气控减压阀QJK第三端与稳压气瓶WQP第一端之间；第三压力传感器BP3设置在常开电磁阀KD第二端、第一可调节流阀JL1第二端、第二常闭电磁阀BD2第一端、第三常闭电磁阀BD3第一端、平衡供气输出端之间。

其中第一压力传感器BP1可以监视气源端供气压力，第二压力传感器BP2可以监视稳压气瓶WQP内气体压力；第三压力传感器BP3可以监视平衡气缸PQG供气路压力。从而根据第一压力传感器BP1、第二压力传感器BP2和第三压力传感器BP3的反馈，通过数据判读后与控制策略判断实施远程控制能力。

实施例3

图3示出了本发明实施例3提供的一种运载火箭气液连接器平衡气路的结构示意图，参见图3，本发明实施例3提供的一种运载火箭气液连接器平衡气路除了包括实施例2所示的所以部件外，还包括：第一手动截止阀JF1和第二手动截止阀JF2，其中第一手动截止阀JF1设置在气源输入端与气控减压阀QJK第一端、第一常闭电磁阀BD1第一端之间；第二手动截止阀JF2设置在常开电磁阀KD第二端与平衡供气输出端之间。

本发明实施例在气源输入端和平衡供气输出端设置手动截止阀，可以在电动供气之外，还可以实现手动供气，进一步提供高气气路的可靠性和安全性。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。