基本介紹
- 中文名：星箭分離
- 外文名：satellite separation from the rocket
- 特製：運載火箭結合的部位
- 使用：爆炸螺栓
分類,相關試驗,星箭分離機構,
分類
星箭分離有三種方式：
①彈射式分離。衛星和末級火箭上均有於作用沿縱軸方向的力。用於這種方式的推動裝置一般由壓縮螺旋彈簧、彈射器和氣動作動器等構成。優點是無污染、可靠性高和分離衝擊載荷小，套用廣泛。
②制動式分離。通常由末級輔助反推力火箭或利用推進劑貯箱排出的增壓氣體產生的反推力，使末級火箭制動。它的優點是在分離過程中，衛星不會產生擾動運動，入軌精度高。
③旋轉式多星分離。對稱於本級縱軸向並列安裝的兩顆或多顆衛星，由衛星固定端的末級分配器帶動衛星繞本級縱軸旋轉，分離時衛星解鎖。在軸向彈簧分離力和轉動離心力作用下，能將多顆衛星同時分離出去。
相關試驗
衛星和末級火箭是通過包帶壓緊若干塊夾塊連線在一起的。當末級火箭完成工作任務後，在規定的時間末級火箭與衛星必須分離。有的衛星在發射過程中僅有1次星箭分離，而有的衛星在發射過程中有2次星箭分離。第1次是第3級火箭與衛星的分離，第2次是4級發動機(一般稱它為定點發動機)與衛星的分離。這種第2次分離，對於地球同步軌道通信衛星並不需要。但對於地球同步軌道氣象衛星，如果沒有第2次分離，4級發動機的空殼將與衛星一起在軌道上運行，它將會影響到氣象衛星上輻射製冷器的正常工作。
星箭分離前由地面發出指令，使連線包帶的爆炸螺栓起爆，星箭解鎖系統解鎖，包帶鬆開，從而實現了星箭分離。
由於星箭分離是在空間的低溫和超高真空環境下以及解鎖系統經過一段時間的溫度交變後進行的，因此在衛星、火箭與夾塊的接觸面處就可能存在超高真空條件下的冷焊問題。一旦出現冷焊，衛星與火箭就有不能實現順利分離的可能，衛星發射可能會失敗。所以，衛星在發射前，星箭解鎖系統應在模擬空間環境的條件下進行解鎖試驗。我國自1988年以來，已幾次在KM3空間環境試驗設備(簡稱KM3設備)中對星箭解鎖系統進行了超高真空解鎖試驗，取得了滿意的結果。
試件的吊裝
由於解鎖後，上裙和下裙要分離，所以一般採用吊掛試件的方式。試件吊繩為4根尼龍繩，它們將試件吊掛在空間環境模擬室內，在解鎖前，它們承受著試件的全部質量；在解鎖後，最終僅承受上裙的質量。為使試件分離後，上裙和下裙不碰撞熱沉，又用了8根尼龍繩，其中的4根上裙保護吊繩用來保護上裙，其餘的4根下裙保護吊繩用來保護下裙。這些保護繩都留有足夠的餘量，使試件既能自由分離，又不會與熱沉相碰，當上裙和下裙分離後移動到保護繩拉緊時，上裙在其重力作用下返回原位置，而下裙也不會向下再運動。
如果解鎖系統中沒有彈簧分離裝置，那么分離後只有下裙往下運動，而沒有上裙往上的動作，因此，保護上裙的4根尼龍繩可以省去。
試件的溫度控制
在解鎖分離試驗中，試件要經過熱循環，溫度在低溫端和高溫端還要保持規定時間，低溫和高溫的範圍隨試驗不同而有所不同，一般為一60～+80℃。要控制試件在這樣的溫度範圍內並在低溫端和高溫端保持規定的時間，不採用接觸式電加熱器加熱方法。
採用非接觸式紅外燈加熱來控制溫度是比較適宜的，如果沒有紅外燈，用普通的碘(溴)鎢燈來代替也是可以的。
解鎖分離過程的錄像
為了能及時觀察和記錄星箭解鎖分離試驗的過程，目前有兩種手段可以使用：在空間環境模擬室內布置攝像頭，在空間環境模擬室外進行螢幕顯示和錄像或在空間環境模擬室外通過光學玻璃視窗進行高速攝影。
星箭分離機構
衛星、飛彈彈頭和其他太空飛行器與末級運載火箭分離，一般採用兩種方式：一種是用彈簧或氣動作動器將衛星、彈頭或太空飛行器彈出；另一種是用制動火箭使末級火箭減速飛行，實現可靠的分離。
彈射分離機構主要由爆炸螺栓、分離彈簧或氣動作動器組成。在火箭和飛彈飛行過程中，衛星、彈頭或太空飛行器通常用爆炸螺栓與末級火箭可靠地連線在一起，分離彈簧(或氣動作動器)處於壓縮(或待發)狀態。當控制系統按預定程式發出分離指令時，引爆爆炸螺栓，星、箭連線切斷，同時分離彈簧(或氣動作動器)釋放出分離力，把衛星、彈頭或其他太空飛行器彈射出去，實現與末級火箭的分離。
制動火箭分離機構主要由爆炸螺栓與反推火箭組成。爆炸螺栓的工作與前述相同，在爆炸螺栓解鎖時，點燃反推火箭。由於反推火箭產生推力比爆炸螺栓解鎖延遲，所以產生反推火箭推力時，星、箭已經脫開。隨著反推火箭推力加大，衛星、彈頭或其他太空飛行器逐漸與末級火箭拉開距離，實現星、箭可靠分離。
