[发明专利]模拟立方星失重弹射的测试装置

说明书

本发明提供一种模拟立方星失重弹射的测试装置，本装置的使用可避免人为影响，既能保证良好的自由落体初始状态，又能保证弹射器开始坠落和对弹射器加电时间上同步或者根据弹射器的加电展开时间、可以严格控制开始坠落和开始加电的时间差，同时在弹射器展开弹出立方星时，在分离方向上对Pod进行约束，从而保证立方星弹射速度与真实在轨分离速度相同，包括内部可放置立方星并可将其弹射出的弹射器、直立式的框架、安装于框架内的滑杆，所述弹射器通过滑套滑动安装于所述滑杆上并通过所述滑杆引导，还包括安装于所述弹射器顶部的铁块，所述框架的顶部安装有可与所述铁块吸附的吸盘磁铁组件，所述弹射器通过所述吸盘磁铁组件与铁块的吸附悬空于框架顶部。

技术领域

本发明涉及立方星测试用辅助装置技术领域，尤其涉及一种模拟立方星失重弹射的测试装置。

背景技术

目前立方星的在轨释放都通常采用特制的弹射器(Pod)来实现,Pod外部安装固定在运载火箭上，Pod内部可以容纳立方星和弹簧储能单元。在立方星需要释放时，Pod 端盖打开，立方星在弹簧储能单元释放作用下，被弹射出去。Pod的体积和重量与立方星相当。

由于立方星在轨释放时是处于真空失重条件下，为确保弹射器的可靠性，在Pod研制阶段，需要进行地面测试，测试弹射器的各方面性能。

如果在重力条件下进行弹射试验，那么立方星的重力一方面会增加与Pod间的摩擦阻力，导致弹出速度降低甚至无法弹出，另一方面当立方星在弹出过程中，已经弹出的部分会对Pod产生弯矩，对Pod内部接触滑轨的平面度产生影响甚至不可逆转的损坏。所以Pod弹射测试需要在失重条件下进行。

目前还没有专门的设备用来对Pod进行弹射测试，常用的是人工将Pod举在一定高度下，松手让Pod自由落体并同时对Pod加电，在下落过程中Pod端盖展开，立方星弹出。但这种方法有以下几点缺陷：

1、初始姿态无法保证：由于人为操作，无法保证Pod开始坠落时的姿态水平，甚至会人为的产生很小的水平初速度；

2、协同时间难以保证：因为Pod的设计展开时间是定的，一般毫秒级别，而立方星弹出时距离地面高度越大，则落地时弹出的距离越远，落地速度也越大，考虑试验场地和设备的安全性，试验高度一般2m左右，这就要求Pod开始坠落与Pod加电必须同步，由于人的反应能力有限，很容易出现不同步现象，松手太早可能导致Pod落地时还未弹开，松手太晚可能导致pod弹射时距地面高度太大，设备落地速度太大，增加设备损坏的可能性；

3、分离速度与真实情况有区别：立方星在轨分离时，Pod安装在火箭上，分离情况看做为立方星与火箭的分离，但火箭的重量远远大于立方形，根据动量守恒定理，分离时火箭速度在分离方向上的改变量可以忽略为0,此时立方星分离速度较大；在人工自由落体试验时，分离情况看做为立方星与Pod的分离，而两者重量差别不大，根据动量守恒定理，在分离方向上，Pod也会获得一定的分离速度，此时立方星的分离速度会比真实情况小将近一半。

综上所述，目前常用的人为手抛的自由落体测试虽然能模仿失重状态条件，但无法真实模拟Pod的在轨弹射情况。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种模拟立方星失重弹射的测试装置，本装置的使用可避免人为影响，既能保证良好的自由落体初始状态，又能保证弹射器开始坠落和对弹射器加电时间上同步或者根据弹射器的加电展开时间、可以严格控制开始坠落和开始加电的时间差，同时在弹射器展开弹出立方星时，在分离方向上对Pod进行约束，从而保证立方星弹射速度与真实在轨分离速度相同。

为了实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为：