CN104315932B - 一种飞行器火工品安全起爆电路及起爆方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种飞行器火工品安全起爆电路及起爆方法，本发明首先火工品供电正端和继电器供电正端禁止供电，将火工品电路置于初始安全状态；火工品供电正端供电，一定时间间隔后继电器供电正端开始供电，供电火工品电路进入上电安全状态；将飞行器起飞信号接入电磁线圈的开路端，火工品电路进入一次解锁状态；将飞行器与火箭分离信号接入电磁线圈，火工品电路进入二次解锁状态；将起爆指令瞬间施加到电磁线圈的开路端，火工品起爆；断开火工品供电正端和继电器供电正端的供电，飞行器起飞信号和飞行器与火箭分离信号断开，火工品处于恢复初始安全状态。本发明通过自动解锁和起爆电路以及五级起爆过程，使得火工品起爆高效、安全可靠。

Description

一种飞行器火工品安全起爆电路及起爆方法

技术领域

本发明涉及一种飞行器火工品安全起爆电路及起爆方法，属于飞行器电气控制技术领域。

背景技术

飞行器上装有大量的火工品设备，要实现安全可靠地操作这些设备，需要总体人员设计合理的保护电路，保证技术阵地、发射阵地测试的可靠安全，方便可行。火工品自动安全解锁技术的成功应用，可以简化发射阵地火工品操作流程，取消临射前拔下短路插头连接真实火工品的操作步骤，同时短路设计电路保证火工品安全可靠，而且飞行器停止飞行时自动恢复短路保护状态，保证其安全性。

传统火箭上采用短路插头的形式对火工品进行短路保护，在发射阵地，火工品短路插头数目检查作为一项测试项目，传统火箭火工品保护存在以下问题：

(1)设置外部短路插头，临射再拔下相应插头，造成发射阵地操作复杂；

(2)火工品线路测试复杂，测试流程难以实现自动化，发射阵地测试时间较长；

(3)将时序动作状态反馈信号合理设置为解锁指令，提高短路保护的可靠性和合理性；

(4)飞行器停止飞行后，自动恢复火工品短路保护状态，确保测试安全性。

自动安全解锁技术在火箭上还没有应用的先例。成功应用自动安全解锁技术可以解决火工品测试复杂，测试流程难以实现自动化，发射阵地测试时间较长的问题。

如何在保证短路保护的前提下，动作后开路可靠性也要保证，同时飞行器飞行停止后还要恢复短路保护状态，需要设计合理可行的电路来解决这些问题

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出了一种飞行器火工品安全起爆电路及起爆方法，通过自动解锁和起爆电路以及五级起爆过程，使得火工品起爆高效、安全可靠。

本发明的技术解决方案是：

一种飞行器火工品安全起爆电路包括：电磁继电器KA、电磁继电器KB、电磁继电器KC、电磁继电器KD、电磁继电器KE、起爆电磁继电器K1；

电磁继电器KA又包括两个常开触点KA1、KA2、电磁线圈KA3；电磁继电器KB又包括两个常闭触点KB1、KB2、电磁线圈KB3；电磁继电器KC又包括一个常开触点KC1、电磁线圈KC3；电磁继电器KD又包括一个常闭触点KD1、电磁线圈KD3；电磁继电器KE又包括一个常闭触点KE1、电磁线圈KE3；起爆电磁继电器K1又包括一个常开触点和电磁线圈；

火工品电路处于初始安全状态时：

常开触点KA2的一端连接火工品供电正端，常开触点KA2的另一端连接与常开触点KC1的一端；常开触点KC1的另一端连接起爆电磁继电器K1的常开触点的一端，起爆电磁继电器K1的常开触点的另一端同时连接火工品的一端以及常闭触点KD1的一端；常闭触点KD1的另一端连接常闭触点KE1的一端；常闭触点KE1和火工品的一端的另一端连接火工品供电负端；

电磁线圈KA3、电磁线圈KB3、电磁线圈KC3、电磁线圈KE3、起爆电磁继电器K1的电磁线圈以及常开触点KA1的一端连接继电器供电正端；电磁线圈KA3的另一端处于开路状态；电磁线圈KC3的另一端连接常闭触点KB1的一端，常闭触点KB1的另一端连接继电器供电负端；电磁线圈KE3的另一端连接常闭触点KB2的一端，常闭触点KB2的另一端连接继电器供电负端；常开触点KA1的另一端连接电磁线圈KD3的一端，电磁线圈KD3的另一端连接继电器供电负端；起爆电磁继电器K1的电磁线圈的另一端处于开路状态；电磁线圈KB3的另一端连接继电器供电负端；

火工品电路处于上电安全状态时：

与常开触点KA2的一端相连与火工品供电正端上电；与电磁线圈KA3、电磁线圈KB3、电磁线圈KC3、电磁线圈KE3、起爆电磁继电器K1的电磁线圈以及常开触点KA1的一端相连的继电器供电正端上电；

常闭触点KB1、常闭触点KB2打开(电磁线圈KB3上电使得常闭触点KB1、常闭触点KB2打开)，使得电磁线圈KC3、电磁线圈KE3与继电器供电负端断开连接(常闭触点KB1、常闭触点KB2的一端分别连接电磁线圈KC3、电磁线圈KE3，另一端连接继电器供电负端，所以常闭触点打开后，两者断开连接)；其它电路连接关系保持火工品电路处于初始安全状态时的电路连接关系；

火工品电路处于一次解锁状态时：

电磁线圈KA3的开路端连接飞行器起飞信号(电磁线圈KA3连接到飞行器起飞信号后，使得电磁线圈KA3上电)；常开触点KA1、KA2闭合，使得电磁线圈KD3上电以及使得常开触点KC1连接KA2的一端上电；常闭触点KD1打开，使得火工品的一端与火工品供电负端断开连接；其它电路连接关系保持火工品电路处于上电安全状态时的电路连接关系；

火工品电路处于二次解锁状态时：

电磁线圈KB3的一端连接到飞行器与火箭分离信号，使得其与继电器供电负端断开；常闭触点KB1、常闭触点KB2闭合，使得电磁线圈KC3、电磁线圈KE3与继电器供电负端连接；常开触点KC1闭合(电磁线圈KC3与继电器供电端负端连接，KC3上电，使得KC1发生动作，由打开变成闭合)；常闭触点KE1打开(电磁线圈KE3与继电器供电端负端连接，KE3上电，使得KE1发生动作，由闭合变成打开)；其它电路连接关系保持火工品电路处于一次解锁状态时的电路连接关系；

火工品电路处于起爆状态时：

电磁线圈K1的开路端瞬间施加起爆指令，电磁线圈K1加电；常开触点K1瞬态闭合(因此K1开路段加载的是瞬间起爆指令，所以K1端瞬间闭合后，又断开)，引爆火工品实现火工品起爆；其它电路连接关系保持火工品电路处于二次解锁状态时的电路连接关系；

火工品电路起爆完成恢复初始安全状态时：

断开火工品供电正端和继电器供电正端的供电；飞行器起飞信号断开，电磁线圈KA3的一端恢复开路；飞行器与火箭分离信号断开，电磁线圈KB3的一端处于开路，电路恢复初始安全状态。

可以增加多路火工品起爆，通过增加多个起爆电磁继电器K1…KN、KD1…KD1N、KE1…KE1N实现起爆控制。

一种飞行器火工品安全起爆电路的起爆方法包括步骤如下：

(1)火工品供电正端和继电器供电正端禁止供电，将火工品电路置于初始安全状态；

(2)火工品供电正端供电，一定时间间隔后继电器供电正端开始供电，供电火工品电路进入上电安全状态；

(3)将飞行器起飞信号接入电磁线圈KA3的开路断，火工品电路进入一次解锁状态；

(4)将飞行器与火箭分离信号接入电磁线圈KB3，火工品电路进入二次解锁状态时：

(5)将起爆指令瞬间施加到电磁线圈K1的开路端，火工品起爆；

(6)断开火工品供电正端和继电器供电正端的供电，飞行器起飞信号和飞行器与火箭分离信号断开，火工品处于恢复初始安全状态。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)火工品自动安全解锁技术可以推广应用到其它飞行器项目中，自动解锁电路的设计取代了设计短路插头，不但简化了火工品测试流程，有助于实现测试自动化，节省了大量的测试工作。而且将解锁时间设置为较晚的飞行器起飞后实施，加强了火工品设计的安全性。可将此技术推广到其他火箭和导弹上，对发射流程的自动测试起到促进作用。

(2)本发明的火工品起爆方法分为五级起爆过程，分别经过初始安全、上电安全、一次解锁、二次解锁、起爆过程，按照本方法过程，可以使得火工品起爆安全可靠，不会发生误爆，有多重保障，提高了火工品的安全性，进而节省了成本，提高了效率。

(3)本发明将两级时序动作(飞行器起飞、与火箭分离)的反馈信号合理设置为二级解锁指令，提高了解锁的可靠性，保证火工品正常可靠起爆，而现有技术是通过一级解锁实现火箭的解锁的，相对于现有技术，本发明安全可靠性大大提高，而且并不因为加了一级解锁，而降低了工作效率；同时本发明在飞行器停止飞行后，自动恢复火工品短路保护状态，确保测试安全性。

附图说明

图1为本发明火工品初始安全电路示意图；

图2为本发明火工品上电安全电路示意图；

图3为本发明火工品一次解锁电路示意图；

图4为本发明火工品二次解锁电路示意图；

图5为本发明火工品起爆电路示意图；

图6为本发明多火工品起爆电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的详细描述。

本发明一种飞行器火工品安全起爆电路包括：电磁继电器KA、电磁继电器KB、电磁继电器KC、电磁继电器KD、电磁继电器KE、起爆电磁继电器K1；电磁继电器KA又包括两个常开触点KA1、KA2、电磁线圈KA3；电磁继电器KB又包括两个常闭触点KB1、KB2、电磁线圈KB3；电磁继电器KC又包括一个常开触点KC1、电磁线圈KC3；电磁继电器KD又包括一个常闭触点KD1、电磁线圈KD3；电磁继电器KE又包括一个常闭触点KE1、电磁线圈KE3；起爆电磁继电器K1又包括一个常开触点和电磁线圈；

如图1所示，火工品电路处于初始安全状态时：

常开触点KA2的一端连接火工品供电正端，常开触点KA2的另一端连接与常开触点KC1的一端；常开触点KC1的另一端连接起爆电磁继电器K1的常开触点的一端，起爆电磁继电器K1的常开触点的另一端同时连接火工品的一端以及常闭触点KD1的一端；常闭触点KD1的另一端连接常闭触点KE1的一端；常闭触点KE1和火工品的一端的另一端连接火工品供电负端；

电磁线圈KA3、电磁线圈KB3、电磁线圈KC3、电磁线圈KE3、起爆电磁继电器K1的电磁线圈以及常开触点KA1的一端连接继电器供电正端；电磁线圈KA3的另一端处于开路状态；电磁线圈KC3的另一端连接常闭触点KB1的一端，常闭触点KB1的另一端连接继电器供电负端；电磁线圈KE3的另一端连接常闭触点KB2的一端，常闭触点KB2的另一端连接继电器供电负端；常开触点KA1的另一端连接电磁线圈KD3的一端，电磁线圈KD3的另一端连接继电器供电负端；起爆电磁继电器K1的电磁线圈的另一端处于开路状态；电磁线圈KB3的另一端连接继电器供电负端；

如图2所示，火工品电路处于上电安全状态时：

与常开触点KA2的一端相连与火工品供电正端上电；与电磁线圈KA3、电磁线圈KB3、电磁线圈KC3、电磁线圈KE3、起爆电磁继电器K1的电磁线圈以及常开触点KA1的一端相连的继电器供电正端上电；

常闭触点KB1、常闭触点KB2打开(电磁线圈KB3上电使得常闭触点KB1、常闭触点KB2打开)，使得电磁线圈KC3、电磁线圈KE3与继电器供电负端断开连接(常闭触点KB1、常闭触点KB2的一端连接电磁线圈KC3、电磁线圈KE3，另一端连接继电器供电负端，所以常闭触点打开后，两者断开连接)；其它电路连接关系保持火工品电路处于初始安全状态时的电路连接关系；

如图3所示，火工品电路处于一次解锁状态时：

电磁线圈KA3的开路端连接飞行器起飞信号(电磁线圈KA3连接到飞行器起飞信号后，使得电磁线圈KA3上电)；常开触点KA1、KA2闭合，使得电磁线圈KD3上电以及使得常开触点KC1连接KA2的一端上电；常闭触点KD1打开，使得火工品的一端与火工品供电负端断开连接；其它电路连接关系保持火工品电路处于上电安全状态时的电路连接关系；

如图4所示，火工品电路处于二次解锁状态时：

电磁线圈KB3的一端连接到飞行器与火箭分离信号，使得其与继电器供电负端断开；常闭触点KB1、常闭触点KB2闭合，使得电磁线圈KC3、电磁线圈KE3与继电器供电负端连接；常开触点KC1闭合(电磁线圈KC3与继电器供电端负端连接，KC3上电，使得KC1发生动作，由打开变成闭合)；常闭触点KE1打开(电磁线圈KE3与继电器供电端负端连接，KE3上电，使得KE1发生动作，由闭合变成打开)；其它电路连接关系保持火工品电路处于一次解锁状态时的电路连接关系；

如图5所示，火工品电路处于起爆状态时：

电磁线圈K1的开路端瞬间施加起爆指令，电磁线圈K1加电；常开触点K1瞬态闭合(因此K1开路段加载的是瞬间起爆指令，所以K1端瞬间闭合后，又断开)，引爆火工品实现火工品起爆；其它电路连接关系保持火工品电路处于二次解锁状态时的电路连接关系；

火工品电路起爆完成恢复初始安全状态时：

断开火工品供电正端和继电器供电正端的供电；飞行器起飞信号断开，电磁线圈KA3的一端恢复开路；飞行器与火箭分离信号断开，电磁线圈KB3的一端处于开路，电路恢复初始安全状态。

如图6所示，本发明还可以增加多路火工品起爆，通过增加多个起爆电磁继电器K1…KN、KD1…KD1N、KE1…KE1N实现起爆控制。

一种飞行器火工品安全起爆电路的起爆方法包括步骤如下：

(1)火工品供电正端和继电器供电正端禁止供电，将火工品电路置于初始安全状态；

(2)火工品供电正端供电，一定时间间隔后继电器供电正端开始供电，供电火工品电路进入上电安全状态；

(3)将飞行器起飞信号接入电磁线圈KA3的开路断，火工品电路进入一次解锁状态；

(4)将飞行器与火箭分离信号接入电磁线圈KB3，火工品电路进入二次解锁状态时：

(5)将起爆指令瞬间施加到电磁线圈K1的开路端，火工品起爆；

(6)断开火工品供电正端和继电器供电正端的供电，飞行器起飞信号和飞行器与火箭分离信号断开，火工品处于恢复初始安全状态。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (3)

1.一种飞行器火工品安全起爆电路，其特征在于包括：电磁继电器KA、电磁继电器KB、电磁继电器KC、电磁继电器KD、电磁继电器KE、起爆电磁继电器K1；电磁继电器KA又包括两个常开触点KA1、KA2、电磁线圈KA3；电磁继电器KB又包括两个常闭触点KB1、KB2、电磁线圈KB3；电磁继电器KC又包括一个常开触点KC1、电磁线圈KC3；电磁继电器KD又包括一个常闭触点KD1、电磁线圈KD3；电磁继电器KE又包括一个常闭触点KE1、电磁线圈KE3；起爆电磁继电器K1又包括一个常开触点和电磁线圈；

火工品电路处于初始安全状态时：

常开触点KA2的一端连接火工品供电正端，常开触点KA2的另一端连接与常开触点KC1的一端；常开触点KC1的另一端连接起爆电磁继电器K1的常开触点的一端，起爆电磁继电器K1的常开触点的另一端同时连接火工品的一端以及常闭触点KD1的一端；常闭触点KD1的另一端连接常闭触点KE1的一端；常闭触点KE1和火工品的另一端连接火工品供电负端；

电磁线圈KA3、电磁线圈KB3、电磁线圈KC3、电磁线圈KE3、起爆电磁继电器K1的电磁线圈以及常开触点KA1的一端连接继电器供电正端；电磁线圈KA3的另一端处于开路状态；电磁线圈KC3的另一端连接常闭触点KB1的一端，常闭触点KB1的另一端连接继电器供电负端；电磁线圈KE3的另一端连接常闭触点KB2的一端，常闭触点KB2的另一端连接继电器供电负端；常开触点KA1的另一端连接电磁线圈KD3的一端，电磁线圈KD3的另一端连接继电器供电负端；起爆电磁继电器K1的电磁线圈的另一端处于开路状态；电磁线圈KB3的另一端连接继电器供电负端；

火工品电路处于上电安全状态时：

与常开触点KA2的一端相连的火工品供电正端上电；与电磁线圈KA3、电磁线圈KB3、电磁线圈KC3、电磁线圈KE3、起爆电磁继电器K1的电磁线圈以及常开触点KA1的一端相连的继电器供电正端上电；

常闭触点KB1、常闭触点KB2打开，使得电磁线圈KC3、电磁线圈KE3与继电器供电负端断开连接；其它电路连接关系保持火工品电路处于初始安全状态时的电路连接关系；

火工品电路处于一次解锁状态时：

电磁线圈KA3的开路端连接飞行器起飞信号；常开触点KA1、KA2闭合，使得电磁线圈KD3上电以及使得常开触点KC1连接KA2的一端上电；常闭触点KD1打开，使得火工品的一端与火工品供电负端断开连接；其它电路连接关系保持火工品电路处于上电安全状态时的电路连接关系；

火工品电路处于二次解锁状态时：

电磁线圈KB3的一端连接到飞行器与火箭分离信号，使得其与继电器供电负端断开；常闭触点KB1、常闭触点KB2闭合，使得电磁线圈KC3、电磁线圈KE3与继电器供电负端连接；常开触点KC1闭合；常闭触点KE1打开；其它电路连接关系保持火工品电路处于一次解锁状态时的电路连接关系；

火工品电路处于起爆状态时：

起爆电磁继电器K1的电磁线圈的开路端瞬间施加起爆指令，起爆电磁继电器K1的电磁线圈加电；起爆电磁继电器K1的电磁线圈的常开触点瞬态闭合，引爆火工品实现火工品起爆；其它电路连接关系保持火工品电路处于二次解锁状态时的电路连接关系；

火工品电路起爆完成恢复初始安全状态时：

断开火工品供电正端和继电器供电正端的供电；飞行器起飞信号断开，电磁线圈KA3的一端恢复开路；飞行器与火箭分离信号断开，电磁线圈KB3的一端处于开路，电路恢复初始安全状态。

2.根据权利要求1所述的一种飞行器火工品安全起爆电路，其特征还在于：增加多路火工品起爆，通过增加多个起爆电磁继电器K1…KN、常闭触点KD1…KD1N、KE1…KE1N实现起爆控制。

3.一种基于权利要求1所述的飞行器火工品安全起爆电路的起爆方法，其特征在于步骤如下：

(1)火工品供电正端和继电器供电正端禁止供电，将火工品电路置于初始安全状态；

(2)火工品供电正端供电，一定时间间隔后继电器供电正端开始供电，供电火工品电路进入上电安全状态；

(3)将飞行器起飞信号接入电磁线圈KA3的开路断，火工品电路进入一次解锁状态；

(4)将飞行器与火箭分离信号接入电磁线圈KB3，火工品电路进入二次解锁状态时：

(5)将起爆指令瞬间施加到起爆电磁继电器K1的电磁线圈的开路端，火工品起爆；

(6)断开火工品供电正端和继电器供电正端的供电，飞行器起飞信号和飞行器与火箭分离信号断开，火工品处于恢复初始安全状态。