火箭发动机点火控制系统设计

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毕业论文

1引言（或绪论）1

1.1研究背景及意义1

1引言（或绪论）1

1.1研究背景及意义1

1.2国内外研究现状1

1.3本文研究方向.2

2点火器组成功能及设计要求3

3测电阻电路5

3.1电路组成及功能5

3.2电路供电系统.5

3.3阻值显示电路.6

3.4阻值测量系统.7

3.4.1电路功能总体介绍..7

3.4.2主要器件及原理7

3.4.3电路调试和误差检验.8

4继电器控制电路.10

4.1电路组成及功能.10

4.2时间继电器控制电路..11

4.2.1电路原理及功能.11

4.2.2组成器件及相互关系..11

4.2.3电路调试..14

4.3延时复位电路..15

4.3.1整体功能及作用.15

4.3.2组成器件及原理.15

4.3.3电路调试..16

4.4触发信号输出电路17

4.5电路供电系统及其他电路..18

5外围电路控制..19

5.1安全保护电路系统19

5.1.1设计背景及意义.19

5.1.2短路保护电路..19

5.1.3急停开关..19

5.2箱体布局..20

5.3系统供电装置..20

6性能检测与调试.22

结论24

致谢25

参考文献..26

附录A电器元件清单.27

附录B开关及继电器清单..28
1 引言（或绪论）1.1 研究背景及意义随着火箭发动机的日益发展，固体火箭发动机在航天宇航和国防武器的火箭中得到了广泛的应用，用于测量火箭发动机工作时各类参数的数据所模拟的火箭发动机点火控制电路也应运而生。这类点火控制器一般通过发出电信号来控制火箭发动机的点火，这就可以进行远程操作。点火控制器的可靠性直接与火箭发动机参数测试的成功与否，以及试验工地和人员的安全有直接的联系，所以，这就促使火箭发动机的点火控制器不断发展。点火控制器不仅要考虑到能否成功发出点火的电信号，同时，还需要了解火箭发动机的结构与点火药的性能。目前，火箭发动机点火引起的事故，主要是由于点火控制器工作不可靠导致的误点现象以及发出点火指令却无法点火的现象，尤其是第一种，很有可能导致严重的安全事故，严重危害了工作人员的安全，所以火箭发动机点火安全性是重中之重。有时，导致危害的不仅仅是点火控制电路本身，而是火箭发动机的故障，我们也要能够及时找到并作出处理。1.2 国内外研究现状固体火箭推进技术在各类战术火箭、导弹和炮弹中应用广泛，目前在役的火箭类武器中其动力装置绝大多数用的是固体火箭发动机，这就要求了固体火箭发动机的不断改善与发展，固体火箭发动机的发展就意着带动了与之相关的一系列设施也要与时俱进，不断发展。其中，点火技术的发展是其中的重要一环，更要不断更新。目前国内点火技术主要包括头部点火和尾部点火，两种点火设计，尾部点火设计具有安装、检测方便等优点，在自由装填、端面燃烧装药的固体火箭发动机中获得了广泛的应用。固体火箭发动机点火性能由其点火具、点火药、延期方式、点火药盒以及它们和喷灌赌片的匹配性所影响[1]。就目前而言，主要采用的点火方式有电桥丝点火、半导体桥点火和激光点火三种点火方式[2]。电点火是将点火器的原理是通入一定电流后，点火电阻产生热量，使点火药不断升温并发生放热化学反应，进一步加速点火药的升温，直到点火药点着为止。这种点火方式具有质量轻，体积小，散热快，升温快等优点，但仍需要在安全点火方面进一步发展。激光点火技术是在20 世纪 60 年代中期开始研究，并投入应用，主要是利用激光的高强度能量对药剂产生热作用使之点火。在如今科学技术不断发展的年代，激光点火装置的成本在不断下降，激光点火装置的点火性能好，但由于目前技术还不成熟，所以激光点火的可靠性并不能得到很好的保障，这就导致了其安全性不能得到确保。目前国内对激光点火技术的起爆机理进行了较多的研究，今后在激光点火装置的可靠性和安全性上多做改进。半导体火工品是 20世纪 80年代开始发展起来的先进点火技术。它用半导体膜或金属-半导体的复合材料膜作发火原件，当电流脉冲流过时，该材料发热迅速气化并在电场作用下形成了 4000-6000K的弱等离子体放电，等离子体通过微对流运动迅速把能量传给烟火剂颗粒进而诱发热化学反应使其点燃。这种点火法师具有高安全可靠性，低发货能量等一系列的优异性能，已经成为了现在的主流点火方式，但是由于它的成本依旧较高，所以低成本将是这类点火方式的发展趋势。1.3 本文研究方向本文研究一种点火控制器，这种控制器可以完成固体火箭发动机的点火过程，并且可发送后续测量电路的触发信号。为了使点火头完成点火，必须先对点火药对秒量精度的测量，根据点火药种类不同，其对点火信号秒量精度都是不同的，所以有必要测量出它的精度[3]。知道了点火药对信号的秒精度，这时候必须设计出一种延时电路，用作于对点火信号的延时作用，是点火信号的触发持续时间要大于点火药能感受到的最小时间长。