[发明专利]用于测试航天器元器件抗火工冲击能力的装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于测试航天器元器件抗火工冲击能力的装置及方法。其中，测试装置包括测试支架、承载件、冲击源和采集系统；承载件自由悬挂于测试支架上，用于承载待测试的航天器元器件；冲击源用于提供激光，以在承载件面向激光一面产生激光冲击，该冲击将经由承载件传递至设置于承载件另一表面上的待测试航天器元器件的安装位置处，实现对航天器元器件真实火工冲击环境的模拟；采集系统与承载件相连，用于采集航天器元器件所处安装位置附件一点在受激光冲击作用后振动响应的物理参数；本发明可以很好地表征高频火工冲击特性，实现对航天器元器件真实火工冲击环境的精确模拟，以便对航天器元器件的抗火工冲击能力进行测试。

技术领域

本发明涉及航天器元器件火工冲击环境模拟及抗火工冲击能力测试技术领域，主要涉及一种用于测试航天器元器件抗火工冲击能力的装置及方法。

背景技术

航天火工冲击环境是在星箭分离、整流罩分离、级间分离、部件展开等工作过程中由于火工品爆炸分离而导致的结构冲击响应。航天火工冲击环境具有高频、瞬态、高量级的特点，极易对航天器上的精密电子元器件以及其他仪器设备造成损坏。航天火工冲击环境是航天器在整个生命周期内经历的最苛刻的力学环境之一，在航天器的研制过程中，需要提前在地面进行火工冲击模拟试验，即对航天器元件的抗火工冲击能力进行考核和检验。截止目前为止，抗火工冲击能力模拟实验方法主要分为火工爆炸式和非火工爆炸式两种。

前者直接采用火药或雷管，以一定的方式加载在不同类型的谐振装置上，通过引爆火药或雷管获得火工冲击响应。该模拟方式属于破坏性激励试验，可操作性和结果可重复性较差，在正式试验前往往需要进行多次试错才可获得相对精度较高的冲击响应试验结果，试验成本较高，安全性较差，易对试验人员及试验装置造成较大损害。后者主要包括机械振动式与振动台式两种，分别以摆锤、气枪或振动台本身作为冲击发生器，并通过谐振板、谐振杆等结构作用谐振装置获得其振动响应，以模拟航天器元件在真实条件下的火工冲击响应。

非火工爆炸式试验方法可操作性和重复性较好，试验成本较低，但其频谱范围较窄(振动台式频谱范围仅能达到3000Hz左右)，高频响应振幅较小，无法模拟火工冲击的高频响应特点(其主要频率在100Hz-100Khz之间)。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种用于测试航天器元器件抗火工冲击能力的装置，能够模拟航天器火工冲击环境，并可测试航天器元器件的抗火工冲击能力。

根据本发明第一方面实施例的用于测试航天器元器件抗火工冲击能力的装置，包括：

测试支架；

承载件，所述承载件自由悬挂于所述测试支架上，用于承载待测试的航天器元器件；

冲击源，所述冲击源用于提供激光，以在所述承载件面向激光的一面产生激光冲击，所述激光冲击冲击经由所述承载件传递至设置于所述承载件另一表面上的航天器元器件的安装位置处，实现对航天器元器件真实火工冲击环境的模拟；

采集系统，所述采集系统与所述承载件相连，用于采集航天器元器件所处安装位置附件一点在受到所述激光冲击作用后振动响应的物理参数。

根据本发明第一方面实施例的用于测试航天器元器件抗火工冲击能力的装置，结构简单，操作方法简便，可以很好地表征高频火工冲击特性，实现航天器元器件真实火工冲击环境的模拟，以便对对航天器元器件的抗火工冲击能力进行测试。

在一些实施例中，还包括光路控制系统，所述光路控制系统设置于所述冲击源和所述承载件之间，用于激光传导光路的控制。

在一些实施例中，所述光路控制系统包括反射镜和聚焦透镜，所述冲击源发出的所述激光经所述反射镜反射给所述聚焦透镜后，由所述聚焦透镜聚焦照射于所述承载件上。

在一些实施例中，所述聚焦透镜的焦距设置成可调整的。