火箭橇释放装置研制及使用

刘军

（中航工业航宇救生装备有限公司试验部，湖北襄阳441003）

火箭橇释放装置研制及使用

刘军

（中航工业航宇救生装备有限公司试验部，湖北襄阳441003）

火箭橇（滑车）是指以固体火箭作动力推进试验件在专用轨道上滑行的试验运载设备。火箭橇释放装置主要是为解决试验件大过载启动而研制的专用试验装置，该装置能够真实模拟导弹等试验件瞬间出镗情况下的动力学环境，具有承载能力大、释放快捷可控、试验成本低、可靠性高等优点，多次实际使用表明该装置性能稳定、操作便捷，整体设计达到国内领先水平，对军工产品火箭橇试验意义重大，其核心设计方案具有较高的推广应用价值。

火箭橇;释放装置

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.08.084

1 引言

由于火箭橇试验最接近被试件真实飞行工况且能获得大量测试数据，因此成为鉴定各种武器系统的新理论、新技术、新材料和新结构必不可少的试验手段。针对某些导弹在发射舱（井）点火时刻在大推力助推发动机推力作用下，其导弹功能及强度是否能够耐受高过载发射带来的影响，可以通过火箭橇试验得到验证[1]。为真实模拟导弹加速过程，需要研制一套既能将推进中的火箭橇牢固锁定，待推进力达到最大阈值时刻火箭橇又能快速释放的装置，而大制动力火箭橇释放装置的研制恰好解决了这项难题，为今后同类型武器装备试验奠定了重要基础。

2 总体试验要求及解决方案

为考核某型导弹在高加速过载条件下功能完整性及强度性能，试验技术要求如下：

①火箭橇瞬间启动加速过载达到7g～10g，持续加速时间3～4s；

②火箭橇最大速度达到850km/h以上。

根据试验总体要求，考虑到整个火箭橇系统结构重量及外形尺寸，由于无法选配到合适推力的火箭橇推进发动机，加之现有推进用固体发动机燃烧时间在5～5.5s之间，因此必须解决发动机燃烧时间过长的问题。在这种情况下，提出了研制火箭橇释放装置任务，其工作原理是：先将火箭橇（滑车）锁定，由时序控制器发出点燃火箭橇系统推进固体火箭发动机指令，发动机工作2s后，时序控制器启动释放装置约束机构从而将滑车释放，由于此时发动机已达最大推力且发动机燃烧部分药柱后，火箭橇系统质量大大降低，从而实现瞬间加速过载7～10g的试验要求。

3 释放装置设计要求

要求释放装置既能将滑车“锁定”（制动力大于600kN)，又能保证2s后立即释放滑车。为提高系统可靠性，滑车与释放装置连接形式采用两点双余度锁定方案，释放装置设计时必须解决对称性、同步性的问题，同时还需满足重复使用的要求。

释放装置只能安装于滑车后方，发动机吹袭环境下释放装置必须采取安全防护设计，防护系统不能影响滑车的正常运行。

释放装置能否正常工作，直接关系到试验的成败，在设计工作中必须做好结构可靠性设计工作。

4 释放装置设计方案

滑车释放前固体发动机产生的600kN推力如何克服，是实现滑车锁定和释放的关键[2]。考虑到架设轨道的始端锚固承台具有较强的承载能力，可通过长距离结构杆件将载荷传递至锚固承台上。该方案虽然传力路线长，机械加工量大，并且需要对轨道始端锚固承台承载能力进行仔细分析，但通过精心设计是可以满足功能要求的。

轨道两端张拉锚固是在轨温50℃+5℃时完成的，试验地区最低气温为-13.8℃，最大温差时钢轨所受拉力为1656kN，而锚固承台承载能力为3312kN。由此可见锚固承台剩余承载能力1656kN可以满足滑车锁定载荷要求。

释放装置主要由2套滑车锁定装置（包括释放钳、释放器）、传力组件（包括钢管组件、终端连接机构）、1套启动控制装置（包括时序控制器、燃爆机构）3大部分组成。整套机构为左右对称件为保证滑车左右两侧释放同步，由同1套启动控制装置控制滑车锁定装置的开启动作。

核心部件释放钳采用杠杆原理设计，其结构简图见图1。钳口释放角的大小关系到滑车释放的成败，选大了会导致释放器活塞杆载荷加大而变形，燃爆机构产生的燃气推不动活塞杆而释放失败；选小了，会因自锁而不能释放滑车。经性能仿真和试验，最终确定释放钳钳口释放角度为15°。

图1 释放钳结构简图

释放装置的开启是通过2套并联的燃爆机构产生的高温、高压燃气推动释放器活塞杆，解除释放钳约束，达到滑车锁定与释放控制。

整套释放装置总长达32m，力的传递主要通过直钢管，以多级传递，逐级递减的方式经终端连接机构传到始端锚固承台两侧端面上。为减弱固体火箭发动机点火及释放机构装配间隙引起的巨大冲击，采用现场整体对接定位然后焊接的方法，保证左右2套传力机构对称性及直线度，确保释放装置两侧受力均匀。

5 使用情况

试验前打开释放钳钳口，与滑车尾端连接轴啮合后，合上释放钳，再将释放器、燃爆机构依次安装到位，燃爆机构、电源以及固体火箭发动机点火系统均由时序控制系统一控制。

当点火命令下达后，开启时序控制系统总开关，火箭橇推进固体火箭发动机点火，2s后控制燃爆机构点火，释放钳打开，在发动机推力的作用下，滑车自动脱离释放装置并按预定弹道运行。图2显示释放装置在6枚发动机工作后将滑车锁定情况。随后释放装置按预定时间将滑车释放，试验过程中各系统均按预定时序正常工作，试验弹道符合试验要求并取得圆满成功。

图2 释放装置工作情况

6 结论

某型导弹滑车地面滑跑试验的顺利完成，表明释放装置总体设计方案合理可行；系统安全性、可靠性高；控制系统余度设计、响应灵敏；系统承载能力达到600kN以上，该设备的研制对完善我国火箭撬滑轨试验保障体系建设将发挥重要作用，下一阶段我们将进一步优化结构，减轻重量，提高设备安装工艺水平。

【1】张福全.火箭与导弹的牵引释放发射技术[J].国外导弹与航天运载器，1990.

【2】王云.火箭橇试验滑轨的发展与展望[J].航空科学技术，2010.

The Rocket Sled Release Device Development and Application

LIU Jun

(Testing Department of AVIC Aerospace Life-support Industries Co.Ltd.,Xiangyang 441003,China)

Rockets led(rocket vehicle)is experiment equipment that loaded with test objects and pushed by solid rockets to slide on rail tracks.The sled release device is a special experiment device designed to solve the large acceleration when launching.The device can imitate the dynamic environment at the moment missile get out of the muzzle.It has advantages like large load,controllable release,low cost and high reliability.The release device exhibited its stability and convenience of operation in realtests,reached high level in domestic.It has a significant effect in military products rocket sled experiment,and its core design couldbe applied to many fields.

rocket sled;sled release device

TH6

A

1007-9467（2016）08-0155-02

2016-08-12

刘军（1974～），男，贵州遵义人，高级工程师，从事火箭橇试验技术研究。