一种可脱落的导轨式发射运载器射前加热保温装置的制作方法

1.本发明涉及一种可脱落的运载器发射前加热保温装置，适用于某种导轨式发射装置运载器的加热保温，属于中小型运载器加热保温领域。


背景技术：

2.某型运载器对发射装置提出了在发射装置上发射前加热保温的要求，主要保温对象为运载器载荷舱。
3.现有中小型运载器加热方式一般采用舱体外部包裹保温泡沫板方式，或者在舱体外部包裹加热毯的方式。前者对于中小型运载器发射，由于初始运载器速度慢，存在影响运载器气动性能及多余物脱落撞击舵面、翼面的问题；后者对于中小型运载器倾斜发射，由于发射窗口及测试流程限制，需要在运载器起竖前，拆除加热毯，会存在运载器起竖后无法加热的问题。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种可脱落的导轨式发射运载器射前加热保温装置，能够可靠完成该型运载器在低温环境下的加热保温功能，同时能够保证正常离轨发射。
5.本发明解决技术的方案是：一种可脱落的导轨式发射运载器射前加热保温装置，该装置包括脱落机构和加热保温机构；
6.贮存状态下，脱落机构和加热保温机构相互独立，分开存放；
7.加温工作状态下，加热保温机构由脱落机构托举，加热保温机构对运载器进行加热保温；
8.发射分离状态下，脱落机构将加热保温机构带离导轨式发射运载器的导轨式发射装置，确保运载器正常离轨。
9.优选地，所述加热保温机构包括电子温控器、第一加热保温组件、第二加热保温组件；
10.第一加热保温组件、第二加热保温组件结构对称，内型面与运载器载荷舱侧壁贴合，用于为运载器载荷舱加热保温；
11.电子温控器，通过电缆分别与第一加热保温组件、第二加热保温组件连接，用于对第一加热保温组件、第二加热保温组件加热温度实时进行温度调控。
12.优选地，所述第一加热保温组件、第二加热保温组件结构相同，包括保温层、加热层和防静电层；贴近运载器即最内层为防静电层，中间层为加热层，最外层为保温层，防静电层为导电材质，用于静电防护；加热层内含表面包裹有屏蔽层的电阻丝，用于加热；保温层为隔热泡沫材料，用于隔绝内外部热交换。
13.优选地，所述电子温控器包括电源、四回路控制仪、第一单刀开关、第二单刀开关、第三单刀开关、固态继电器ssr1、固态继电器ssr2、熔断器；
14.电源输出交流电，电源负端接入熔断器一端，熔断器的另一端连接第二单刀开关、第三单刀开关的第一不动端和第一单刀开关的第二不动端，第一单刀开关、第二单刀开关的第二不动端和第三单刀开关的第一不动端悬空，第一单刀开关的动端与第一加热保温组件中的电阻丝t1之间串联固态继电器ssr1，第一单刀开关的动端与第二加热保温组件的电阻丝t2之间串联固态继电器ssr2；固态继电器ssr1与第一加热保温组件中的电阻丝t1之间还连接第二单刀开关的动端；固态继电器ssr2与第二加热保温组件中的电阻丝t2之间还连接第三单刀开关的动端；
15.固态继电器ssr1和固态继电器ssr2的通断由四回路控制仪控制。
16.优选地，所述电子温控器还包括第一机械式过热保护器kt1和第二机械式过热保护器kt2；
17.第一机械式过热保护器kt1连接在第一加热保温组件中的电阻丝t1与电源正端之间；
18.第二机械式过热保护器kt2，连接在第二加热保温组件中的电阻丝t2与电源正端之间；
19.第一机械式过热保护器kt1和第二机械式过热保护器kt2内含热敏元件，当加热温度超过设定第一阈值时，会自动断开电路。
20.优选地，所述电子温控器还包括第一温度传感器t1和第二温度传感器t2；
21.第一温度传感器t1用于检测第一加热保温组件保温层的温度，并反馈给四回路控制仪；
22.第二温度传感器t2用于检测第二加热保温组件保温层的温度，并反馈给四回路控制仪；
23.当检测的第一加热保温组件或者第二加热保温组件保温层的温度超过设定第二阈值时，四回路控制仪控制固态继电器ssr1或固态继电器ssr2断开电路。
24.优选地，所述电子温控器还包括报警器；
25.四回路控制仪与报警器连接，四回路控制仪检测到第一加热保温组件4-1或者第二加热保温组件4-2保温层过热时，向报警器发出报警信号，用于过热报警。
26.优选地，所述脱落机构包括第一支撑部件和第二支撑部件，第一支撑部件和第二支撑部件结构相同，相对使用，都包括旋转支撑底座、转轴、转臂，其中旋转支撑座用于固定安装于导轨发射装置，转轴与旋转支撑座弧形滑槽配合，在外力的作用下能够在滑槽作往复运动，转臂下部连接转轴，上部插入第一加热保温组件或者第二加热保温组件中固定，当转轴在旋转支撑座中运动时，辅助带动第一加热保温组件或者第二加热保温组件旋转分开。
27.优选地，第一支撑部件和第二支撑部件还包括尼龙绳，尼龙绳一端系在转臂顶部，另一端悬空，当需要第一加热保温组件和第二加热保温组件脱落时，拉拽尼龙绳，使第一加热保温组件、第二加热保温组件分离，转轴在旋转支撑座弧形滑槽滑出，完成脱落动作。
28.优选地所述加热保温机构还包括魔术贴，魔术贴安装在第一加热保温组件、第二加热保温组件顶部相对的内表面，用于加热时连接第一加热保温组件、第二加热保温组件。
29.本发明与现有技术相比的有益效果是：
30.(1)、本发明采用可脱落的运载器发射前加热保温装置，能够在中小型运载器起竖
前后均能保证正常的加热保温功能，同时在运载器发射前5分钟能够通过人工或者电动的方式使加热保温装置可靠脱落，不影响运载器的正常发射。
31.(2)、本发明加热保温组件由于采用了防静电层、加热层、保温层三层相结合的设计方法，所提供的加热保温装置安全性高，加热效率高，能够在短时间内使运载器达到所要求的温度环境，同时搭配的脱落机构简单、脱落可靠，脱落过程可控。
32.(4)、本发明所述加热保温机构对保温组件实时测温，并设置了固态继电器和机械式保护器，分两档自动对加热保护机构进行过热保护，大大提高了加热保温机构的安全性；
33.(5)、本发明由于采用了加热保温机构和脱落机构可分离的方式，所提供的加热保温装置可更换并重复多次使用。相比现有技术中粘贴保温泡沫板或者加热毯的方法，可适应性改进优化，应用于不同尺寸规格的轨道式发射装置运载器低温条件下加热保温需要。
附图说明
34.图1为本发明实施例加热保温装置结构示意图；
35.图2为本发明第一加热保温组件和第二加热保温组件组成示意图；
36.图3为本发明加热保温机构电子温控器工作电路原理图；
37.图4为本发明加热保温装置在发射装置上使用示意图；
38.图5(a)为本发明加热保温装置脱落过程中间状态示意图。
39.图5(b)为本发明加热保温装置脱落过程最终状态示意图。
40.图6为本发明实施例加热保温装置安装示意图。
具体实施方式
41.下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
42.针对该要求并结合国内外成熟的运载器加热保温装置，本发明设计了适应该型运载器在导轨式发射装置使用的加热保温装置。该加热保温装置应用环境温度为-20℃，配合温控器，可持续加热保温12h以上。同时该加热保温装置紧贴运载器部分有防静电层和温度传感器，大大提高了加热保温装置工作安全性。除了加热保温的功能外，该加热保温装置实现了在发射俯仰角87
°
条件下，在运载器发射前，需要脱落，不能影响运载器正常离轨。
43.如图1所示，本发明设计的可脱落的导轨式运载器加热保温装置由脱落机构和加热保温机构两部分组成，配合发射装置，对运载器进行加热保温，确保运载器正常离轨。
44.贮存状态下，脱落机构和加热保温机构相互独立，分开存放；
45.加温工作状态下，加热保温机构由脱落机构托举，加热保温机构对运载器进行加热保温；
46.发射分离状态下，脱落机构将加热保温机构带离导轨式发射运载器的导轨式发射装置，确保运载器正常离轨。
47.本发明在贮存状态时，这两部分可分开，独立存放；在发射装置上使用时，能够快速组装，并在架使用。同时该加热保温装置均采用常用材料，成本低，易于加工制作，且贮存条件低，使用操作简单。
48.所述加热保温机构包括电子温控器、第一加热保温组件4-1、第二加热保温组件4-2；
49.第一加热保温组件4-1、第二加热保温组件4-2结构对称，内型面与运载器载荷舱侧壁贴合，用于为运载器载荷舱加热保温；
50.电子温控器，通过电缆分别与第一加热保温组件4-1、第二加热保温组件4-2连接，用于对第一加热保温组件4-1、第二加热保温组件4-2加热温度实时进行温度调控。
51.如图2所示，所述第一加热保温组件4-1、第二加热保温组件4-2结构相同，包括保温层、加热层和防静电层；贴近运载器即最内层为防静电层，中间层为加热层，最外层为保温层，防静电层为导电材质，用于静电防护；加热层内含表面包裹有屏蔽层的电阻丝，用于加热；保温层为隔热泡沫材料，用于隔绝内外部热交换。
52.如图3所示，所述电子温控器包括电源、ohr-e704a四回路控制仪、第一单刀开关、第二单刀开关、第三单刀开关、固态继电器ssr1、固态继电器ssr2、熔断器rt18-32；
53.电源输出220v交流电，电源负端接入熔断器rt18-32一端，熔断器rt18-32的另一端连接第二单刀开关、第三单刀开关的第一不动端和第一单刀开关的第二不动端，第一单刀开关、第二单刀开关的第二不动端和第三单刀开关的第一不动端悬空，第一单刀开关的动端与第一加热保温组件4-1中的电阻丝t1之间串联固态继电器ssr1，第一单刀开关的动端与第一加热保温组件4-2的电阻丝t2之间串联固态继电器ssr2；固态继电器ssr1与第一加热保温组件4-1中的电阻丝t1之间还连接第二单刀开关的动端；固态继电器ssr2与第二加热保温组件4-2中的电阻丝t2之间还连接第三单刀开关的动端；
54.固态继电器ssr1和固态继电器ssr2的通断由四回路控制仪控制。
55.本发明通过三组单刀开关选择在加热电路中所需要接入的固态继电器，其中第一单刀开关闭合，即第一单刀开关动端与第二不动端连接时，固态继电器ssr1和固态继电器ssr2均接入加热回路；第二单刀开关闭合即第二单刀开关动端与第一不动端连接时，固态继电器ssr2从加热回路中断开；第三单刀开关闭合，即第三单刀开关动端与第一不动端连接时，固态继电器ssr1接入加热回路。
56.所述电子温控器还包括第一机械式过热保护器kt1和第二机械式过热保护器kt2；
57.第一机械式过热保护器kt1连接在第一加热保温组件4-1中的电阻丝t1与电源正端之间；
58.第二机械式过热保护器kt2，连接在第二加热保温组件4-2中的电阻丝t2与电源正端之间；
59.第一机械式过热保护器kt1和第二机械式过热保护器kt2内含热敏元件，当加热温度超过设定第一阈值时，会自动断开电路。
60.所述电子温控器还包括第一温度传感器t1和第二温度传感器t2；
61.第一温度传感器t1用于检测第一加热保温组件4-1保温层的温度，并反馈给四回路控制仪；
62.第二温度传感器t2用于检测第二加热保温组件4-2保温层的温度，并反馈给四回路控制仪；
63.当检测的第一加热保温组件4-1或者第二加热保温组件4-2保温层的温度超过设定第二阈值时，四回路控制仪控制固态继电器ssr1或固态继电器ssr2断开电路。第一阈值高于第二阈值，整个电路分两档自动对加热保护机构进行过热保护，大大提高了加热保温机构的安全性。
64.所述电子温控器还包括报警器lte-1101m；
65.四回路控制仪与报警器lte-1101m连接，四回路控制仪检测到第一加热保温组件4-1或者第二加热保温组件4-2保温层过热时，向报警器lte-1101m发出报警信号，用于过热报警。
66.电子温控器由220v交流电供电，通过四回路温控仪和温度传感器，对运载器舱体进行加热保温控制，同时考虑加热安全性，在控制回路中串联机械式过热保护器作为保护开关，保证整个加热保温过程有高的可靠性和安全性。
67.所述脱落机构包括第一支撑部件和第二支撑部件，第一支撑部件和第二支撑部件结构相同，相对使用，都包括旋转支撑底座1、转轴2、转臂3，其中旋转支撑座1用于通过螺钉固定安装于导轨发射装置，转轴2与旋转支撑座1弧形滑槽配合，在外力的作用下能够在滑槽作往复运动，转臂3下部连接转轴2，上部插入第一加热保温组件4-1或者第二加热保温组件4-2中固定，当转轴2在旋转支撑座1中运动时，辅助带动第一加热保温组件4-1或者第二加热保温组件4-2旋转分开。
68.所述加热保温机构还包括魔术贴5，魔术贴5安装在第一加热保温组件4-1、第二加热保温组件4-2顶部相对的内表面，用于加热时连接第一加热保温组件4-1、第二加热保温组件4-2。
69.第一支撑部件和第二支撑部件还包括尼龙绳，尼龙绳一端系在转臂3顶部，另一端悬空，当需要第一加热保温组件4-1和第二加热保温组件4-2脱落时，拉拽尼龙绳，使第一加热保温组件4-1、第二加热保温组件4-2分离，转轴2在旋转支撑座1弧形滑槽滑出，完成脱落动作。尼龙绳也可以采用其他绳索代替。
70.该加热保温装置工作过程如下：将加热保温机构和脱落机构组装，对接温控器电缆，然后将加热保温装置安装至发射装置支撑座内，粘贴固定左右加热保温装置魔术贴，保证加热保温装置可靠固定。最后整理加热保温装置供电电缆，接通供电电源进行加热保温。运载器在高仰角发射时，需要拉动尼龙绳，脱落加热保温装置，避免运载器舵、翼面与加热保温装置碰撞，使运载器正常离轨。
71.上述一种可脱落的导轨式发射运载器射前加热保温装置的装配方法包括如下步骤：
72.s1、旋转支撑底座1通过螺钉安装在导轨式发射装置上；
73.s2、第一支撑部件的转轴、转臂以及第一加热保温组件4-1依次固定连接，将第二支撑部件的转轴、转臂以及第二加热保温组件4-2依次固定连接，再将第一支撑部件和第二支撑部件的转轴2装填入旋转支撑底座1内；
74.s3、调节第一加热保温组件4-1和第二加热保温组件4-2的高度，使其内侧圆弧面紧贴运载器外壁，并将第一加热保温组件4-1、第二加热保温组件4-2通过魔术贴固定连接；
75.s4、在第一支撑部件和第二支撑部件转臂的顶部捆绑拉拽尼龙绳，并连接供电电缆即可，如图4所示；
76.s5、直至发射装置起竖至指定发射俯仰角后，拉拽尼龙绳，使魔术贴5解锁，同时第一支撑部件的转轴沿旋转支撑底座滑槽向上滑动，带动转臂和第一加热保温组件转动至脱落至地面安全区域；第二支撑部件的转轴沿旋转支撑底座滑槽向上滑动，带动转臂和第二加热保温组件转动至脱落至地面安全区域；如5(a)和图5(b)所示。
77.在本发明某一具体实施例中，运载器加热保温装置由上述加热保温机构和脱落机构两部分组成。在贮存状态时，这两部分可分开，独立存放；在发射装置上使用时，能够快速组装，并在架使用。该加热保温装置应用环境温度为-20℃，配合温控器，可持续加热保温12h以上。同时该加热保温装置紧贴运载器部分有防静电层，大大提高了加热保温装置工作安全性。除了加热保温的功能外，该加热保温装置还能够在倾斜发射(例如：俯仰角87
°
)条件下，在运载器发射前脱落，不能影响运载器正常离轨。可以并排放置多个加热保温装置，适应运载器的长度需要，如图6所示。
78.本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

技术特征：
1.一种可脱落的导轨式发射运载器射前加热保温装置，其特征在于包括脱落机构和加热保温机构；贮存状态下，脱落机构和加热保温机构相互独立，分开存放；加温工作状态下，加热保温机构由脱落机构托举，加热保温机构对运载器进行加热保温；发射分离状态下，脱落机构将加热保温机构带离导轨式发射运载器的导轨式发射装置，确保运载器正常离轨。2.根据权利要求1所述的一种可脱落的导轨式发射运载器射前加热保温装置，其特征在于所述加热保温机构包括电子温控器、第一加热保温组件(4-1)、第二加热保温组件(4-2)；第一加热保温组件(4-1)、第二加热保温组件(4-2)结构对称，内型面与运载器载荷舱侧壁贴合，用于为运载器载荷舱加热保温；电子温控器，通过电缆分别与第一加热保温组件(4-1)、第二加热保温组件(4-2)连接，用于对第一加热保温组件(4-1)、第二加热保温组件(4-2)加热温度实时进行温度调控。3.根据权利要求1所述的一种可脱落的导轨式发射运载器射前加热保温装置，其特征在于所述第一加热保温组件(4-1)、第二加热保温组件(4-2)结构相同，包括保温层、加热层和防静电层；贴近运载器即最内层为防静电层，中间层为加热层，最外层为保温层，防静电层为导电材质，用于静电防护；加热层内含表面包裹有屏蔽层的电阻丝，用于加热；保温层为隔热泡沫材料，用于隔绝内外部热交换。4.根据权利要求3所述的一种可脱落的导轨式发射运载器射前加热保温装置，其特征在于所述电子温控器包括电源、四回路控制仪、第一单刀开关、第二单刀开关、第三单刀开关、固态继电器ssr1、固态继电器ssr2、熔断器；电源输出交流电，电源负端接入熔断器一端，熔断器的另一端连接第二单刀开关、第三单刀开关的第一不动端和第一单刀开关的第二不动端，第一单刀开关、第二单刀开关的第二不动端和第三单刀开关的第一不动端悬空，第一单刀开关的动端与第一加热保温组件(4-1)中的电阻丝t1之间串联固态继电器ssr1，第一单刀开关的动端与第二加热保温组件(4-2)的电阻丝t2之间串联固态继电器ssr2；固态继电器ssr1与第一加热保温组件(4-1)中的电阻丝t1之间还连接第二单刀开关的动端；固态继电器ssr2与第二加热保温组件(4-1)中的电阻丝t2之间还连接第三单刀开关的动端；固态继电器ssr1和固态继电器ssr2的通断由四回路控制仪控制。5.根据权利要求3所述的一种可脱落的导轨式发射运载器射前加热保温装置，其特征在于所述电子温控器还包括第一机械式过热保护器kt1和第二机械式过热保护器kt2；第一机械式过热保护器kt1连接在第一加热保温组件(4-1)中的电阻丝t1与电源正端之间；第二机械式过热保护器kt2，连接在第二加热保温组件(4-2)中的电阻丝t2与电源正端之间；第一机械式过热保护器kt1和第二机械式过热保护器kt2内含热敏元件，当加热温度超过设定第一阈值时，会自动断开电路。6.根据权利要求3所述的一种可脱落的导轨式发射运载器射前加热保温装置，其特征
在于所述电子温控器还包括第一温度传感器t1和第二温度传感器t2；第一温度传感器t1用于检测第一加热保温组件(4-1)保温层的温度，并反馈给四回路控制仪；第二温度传感器t2用于检测第二加热保温组件(4-2)保温层的温度，并反馈给四回路控制仪；当检测的第一加热保温组件(4-1)或者第二加热保温组件(4-2)保温层的温度超过设定第二阈值时，四回路控制仪控制固态继电器ssr1或固态继电器ssr2断开电路。7.根据权利要求3所述的一种可脱落的导轨式发射运载器射前加热保温装置，其特征在于所述电子温控器还包括报警器；四回路控制仪与报警器连接，四回路控制仪检测到第一加热保温组件4-1或者第二加热保温组件4-2保温层过热时，向报警器发出报警信号，用于过热报警。8.根据权利要求1所述的一种可脱落的导轨式发射运载器射前加热保温装置，其特征在于所述脱落机构包括第一支撑部件和第二支撑部件，第一支撑部件和第二支撑部件结构相同，相对使用，都包括旋转支撑底座(1)、转轴(2)、转臂(3)，其中旋转支撑座(1)用于固定安装于导轨发射装置，转轴(2)与旋转支撑座(1)弧形滑槽配合，在外力的作用下能够在滑槽作往复运动，转臂(3)下部连接转轴(2)，上部插入第一加热保温组件(4-1)或者第二加热保温组件(4-2)中固定，当转轴(2)在旋转支撑座(1)中运动时，辅助带动第一加热保温组件(4-1)或者第二加热保温组件(4-2)旋转分开。9.根据权利要求1所述的一种可脱落的导轨式发射运载器射前加热保温装置，其特征在于第一支撑部件和第二支撑部件还包括尼龙绳，尼龙绳一端系在转臂(3)顶部，另一端悬空，当需要第一加热保温组件(4-1)和第二加热保温组件(4-2)脱落时，拉拽尼龙绳，使第一加热保温组件(4-1)、第二加热保温组件(4-2)分离，转轴(2)在旋转支撑座(1)弧形滑槽滑出，完成脱落动作。10.根据权利要求1所述的一种可脱落的导轨式发射运载器射前加热保温装置，其特征在于所述加热保温机构还包括魔术贴(5)，魔术贴(5)安装在第一加热保温组件(4-1)、第二加热保温组件(4-2)顶部相对的内表面，用于加热时连接第一加热保温组件(4-1)、第二加热保温组件(4-2)。

技术总结
本发明涉及一种可脱落的导轨式发射运载器射前加热保温装置，该装置包括脱落机构和加热保温机构；贮存状态下，脱落机构和加热保温机构相互独立，分开存放；加温工作状态下，加热保温机构由脱落机构托举，加热保温机构对运载器进行加热保温；发射分离状态下，脱落机构将加热保温机构带离导轨式发射运载器的导轨式发射装置，确保运载器正常离轨。本发明能够在中小型运载器起竖前后均能保证正常的加热保温功能，同时在运载器发射前5分钟能够通过人工或者电动的方式使加热保温装置可靠脱落，不影响运载器的正常发射。影响运载器的正常发射。影响运载器的正常发射。


技术研发人员：康文俊 王永超 周航 赵宪斌 杨军 雷奔 郭姝辰 韩云娜
受保护的技术使用者：西安航天动力技术研究所
技术研发日：2023.02.07
技术公布日：2023/6/12