一种火工分离螺母释放可靠性的试验方法
【专利摘要】一种火工分离螺母释放可靠性的试验方法，基于火工分离螺母“点火器发火燃气做功推动执行机构动作”的工作原理，对反映火工分离螺母可靠性的主要性能参数，即点火器燃气压力和执行机构阻力进行测试，利用测试数据对火工分离螺母可靠性进行评测。与传统火工机构成败型可靠性试验方法相比，本发明方法所需要的试验件数量较少、试验成本低，更具有工程可实施性。通过本发明方法对火工分离螺母释放可靠性进行试验，便于掌握火工分离螺母释放可靠性的薄弱环节，为火工分离螺母改进以获得产品可靠性增长提供依据。
【专利说明】一种火工分离螺母释放可靠性的试验方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种火工分离螺母性能的测试方法。
【背景技术】
[0002]目前，航天器上常采用火工机构来实现航天器与运载之间、航天器舱段之间、航天器附件(如天线、太阳翼等)与航天器本体之间的连接分离或压紧释放。虽然火工机构在航天器整个寿命周期内仅动作一次，但往往涉及到航天器飞行任务的成败。因此，在航天工程中对火工机构的可靠性通常具有很高的要求。
[0003]为确保航天器飞行任务成功，对火工机构的可靠性进行充分、有效的地面验证是非常必要的。中华人民共和国国家军用标准《火工品可靠性评估方法GJB376-87》给出了火工品可靠性一般的评测方法，即基于成败型试验，用二项分布或超几何分布来评测火工品的可靠度。这种成败型试验，所需要的试验件数量和试验经费都非常巨大，使得火工机构的可靠性验证试验难以开展。例如，为验证某火工机构0.9999的可靠性指标(按置信度Y= 0.9评估)，在失效数为O的情况下需要23025个火工机构发火试验件。如何在有限的试验经费和试验周期内有效地开展火工机构的可靠性试验验证，是实际工程中需要解决的技术难题。
[0004]2009年第30卷第6期《宇航学报》上，由荣吉利等发表的《航天火工机构可靠性的强化试验验证方法》一文，针对性能参数服从正态分布的一类航天火工机构，参照“应力一强度”模型，提出了一种强化试验的小子样可靠性验证方法。该方法将火工机构性能参数置于相对于额定条件来说更严酷的条件下，用传统的成败型试验方法评测其可靠性，然后结合火工机构的力学特性推导出额定条件下的可靠性。这种方法应用正态分布变差系数和加严系数来评定火工机构的可靠性，所需要的试验件数量取决于变差系数和加严系数的具体数值，且可靠性评测结果与变差系数和加严系数的精度密切相关。依据该方法，在开展火工机构的可靠性试验前，应首先确定变差系数和加严系数，而变差系数的确定往往需要一定数量的试验数据作为基础。因此，在实际工程应用中，该方法对于减小试验件数量、降低试验费用作用有限。另外，该方法将火工机构阻力作为已知定值。而根据工程经验，火工机构的阻力往往具有正态分布的特性。因此，将火工机构阻力视为定值将影响可靠性评测的精度。
【发明内容】
[0005]本发明解决的技术问题是:针对现有采用成败型试验对火工机构进行可靠性测试时存在试验件数量多、试验经费高，测量精度低的问题，提供了一种基于特征量计量的火工分离螺母释放可靠性的试验方法，可以在提高测量精度的同时，显著的降低试验件数量和试验费用，降低试验成本。
[0006]本发明的技术解决方案是:一种火工分离螺母释放可靠性的试验方法，包括如下步骤:[0007](I)将火工分离螺母的点火器燃气压力及执行机构阻力两个参数确定为火工分离螺母释放可靠性特征量；
[0008](2)将点火器安装在火工分离螺母容腔模拟件上，并在火工分离螺母容腔模拟件上能够真实反映火工分离螺母动作前执行机构燃气压力的部位处安装压力传感器；所述的火工分离螺母容腔模拟件为一个具有内部容腔的可重复使用器件，所述内部容腔的轮廓及体积均与被测火工分离螺母的实际容腔完全相同；
[0009](3)使用m组点火器共发火m次，每组所使用的点火器数量与火工分离螺母实际安装的点火器数量一致，采集并记录每次压力传感器获取的发火燃气压力Xi, I =
I,2, 3......, m ；
[0010](4)对m个发火燃气压力Xi进行正态分布检验，如果满足正态分布，则计算m个数据的均值和标准差Sx，并进入下一步；如果不满足正态分布则结束；
[0011](5)选取I个不安装点火器的火工分离螺母试验件，采用充气设备从点火器的安装位置向火工分离螺母试验件的内腔充气进行气动解锁试验共I次，记录每次火工分离螺母中的执行机构动作时刻充气设备的气压值作为执行机构的最大阻力Ip j =1,2,3......, I ；
[0012](6)对I个执行机构的最大阻力y」进行正态分布检验，如果满足正态分布，则计算I个数据的均值^和标准差sy，并进入下一步；如果不满足正态分布则结束；
[0013](7)利用步骤(5)和步骤(6)的结果，通过公式
【权利要求】
1.一种火工分离螺母释放可靠性的试验方法，其特征在于包括如下步骤: (1)将火工分离螺母的点火器燃气压力及执行机构阻力两个参数确定为火工分离螺母释放可靠性特征量； (2)将点火器安装在火工分离螺母容腔模拟件上，并在火工分离螺母容腔模拟件上能够真实反映火工分离螺母动作前执行机构燃气压力的部位处安装压力传感器；所述的火工分离螺母容腔模拟件为一个具有内部容腔的可重复使用器件，所述内部容腔的轮廓及体积均与被测火工分离螺母的实际容腔完全相同； (3)使用m组点火器共发火m次，每组所使用的点火器数量与火工分离螺母实际安装的点火器数量一致，采集并记录每次压力传感器获取的发火燃气压力Xi, i =I, 2, 3......, m ； (4)对m个发火燃气压力Xi进行正态分布检验，如果满足正态分布，则计算m个数据的均值?和标准差Sx，并进入下一步；如果不满足正态分布则结束； (5)选取I个不安装点火器的火工分离螺母试验件，采用充气设备从点火器的安装位置向火工分离螺母试验件的内腔充气进行气动解锁试验共I次，记录每次火工分离螺母中的执行机构动作时刻充气设备的气压值作为执行机构的最大阻力h，j = 1，2，3......, I ； (6)对I个执行机构的最大阻力Yj进行正态分布检验，如果满足正态分布，则计算I个数据的均值I和标准差sy，并进入下一步；如果不满足正态分布则结束；
(7)利用步骤(5)和步骤(6)的结果，通过公式
2.根据权利要求1所述的一种火工分离螺母释放可靠性的试验方法，其特征在于:所述的对火工分离螺母的结构进行改进包括增加火工分离螺母的装药量，增大火工分离螺母执行机构的燃气压力作用面积，或者降低执行机构摩擦面的摩擦系数。
【文档编号】G01M13/00GK103954444SQ201410180588
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月29日 优先权日:2014年4月29日
【发明者】李新立, 吴琼, 罗毅欣, 满剑锋, 杨建中 申请人:北京空间飞行器总体设计部