王惠穎， 張 華， 田乙玄， 孟 皓

（北京航天試驗技術(shù)研究所， 北京 100074）

0 引言

電連接器的強脫裝置是一種將飛行器電氣系統(tǒng)和地面的電氣系統(tǒng)強行分離的一種執(zhí)行機構(gòu)，可完成發(fā)射前的地面供電插頭和飛行器上相連插座電分離后的強制機械分離的動作，和電分是互為冗余的脫離系統(tǒng)。正常情況下，具有分離脫離功能的電連接器能自動脫落，但是也會有自動脫落失敗的情況發(fā)生。當(dāng)失敗時，仍要完成正常發(fā)射，就需要有一套強制脫落系統(tǒng)，強制分離并收納該電連接器。

強脫系統(tǒng)廣泛地應(yīng)用于航空、航天領(lǐng)域。無論是飛行器與地面系統(tǒng)的電連接器的射前脫離還是軍用電子系統(tǒng)和各種電器、 電子設(shè)備等系統(tǒng)之間的電氣線路連接瞬間機械分離， 或者是飛機與懸掛物電信號傳遞用的電連接器的分離，均需運用此類強制脫離機構(gòu)。

1 系統(tǒng)組成

本文介紹的電連接器強脫裝置運用電機減速器作為動力驅(qū)動源，采用鋼索作為運動部件，并沿著一定的運動軌跡帶動電連接器脫離飛行器。 強脫裝置主要由機械部分和測控系統(tǒng)組成。

機械部分主要由減速電機、電機支座、卷揚輪、安裝底板、鋼索、導(dǎo)向輪、接近開關(guān)、接近開關(guān)觸板、收納盒等，見圖1。

圖1 強脫裝置三維圖

測控系統(tǒng)包括測控箱和連接電纜等。 測控箱內(nèi)部為控制單元，包括冗余控制器、同步模塊、ET200M 從站、光電轉(zhuǎn)換模塊等組件， 主要負責(zé)與控制中心通信協(xié)助完成強脫裝置的動作控制和狀態(tài)反饋， 其功能支持本地和遠程控制方式。

強脫裝置安裝于發(fā)射臺擺桿支架上。 其工作時，電機帶動卷揚輪，在卷揚輪上收縮鋼索。兩組電連接器被收納在收納盒處。強脫動作完成后，機構(gòu)隨擺桿一起擺離發(fā)射臺，不干擾飛行器的發(fā)射。

2 工作原理

強脫裝置工作原理是： 測控系統(tǒng)先檢查鋼索是否處于初始位置，即初始接近開關(guān)信號燈是否亮起。當(dāng)確認好狀態(tài)后，發(fā)出強脫開始信號，電機啟動，帶動卷揚輪卷揚鋼索運動，鋼索帶動接近開關(guān)觸板直線運動，當(dāng)觸板運動至終止接近開關(guān)處，觸發(fā)此接近開關(guān)，接近開關(guān)得電反饋信號，控制系統(tǒng)依據(jù)傳感器反饋信號控制電機制動。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 動力設(shè)計

本系統(tǒng)中使用伺服電機提供強脫動作的動力源，通過電纜對伺服電機進行供電實現(xiàn)電機的正反轉(zhuǎn)。 定義電機正轉(zhuǎn)時，收緊鋼索，將鋼索連接的電連接器遠離箭體，實現(xiàn)強脫功能。 電機反轉(zhuǎn)時，鋼索松懈，可拉動接近開關(guān)觸板遠離電機，實現(xiàn)鋼索的復(fù)位。

實際上，采用一臺電機即可實現(xiàn)強脫功能，但考慮到確保系統(tǒng)可靠性，在裝置左右各布置一臺電機。正常工作時，兩電機同時啟動，通過電機出軸帶動卷揚輪轉(zhuǎn)動，同時作用將鋼索收入卷揚輪凹槽處；當(dāng)出現(xiàn)意外情況：其中一臺電機發(fā)生故障不動時，另外一臺電機可以持續(xù)工作，將鋼索收到位，此時，減速電機轉(zhuǎn)動兩倍圈數(shù)，耗時增至兩倍，同樣可以將鋼索收納到位，實現(xiàn)電連接器的強脫。

3.2 防松設(shè)計

如果鋼索處于松懈狀態(tài)，容易從既定軌道處滑出，造成鋼索的卡滯，影響強脫動作的執(zhí)行。 為此，采用導(dǎo)向輪組實現(xiàn)對鋼索運動軌跡的導(dǎo)向、限制作用。鋼索在導(dǎo)向輪卡槽里，導(dǎo)向輪與支撐軸之間使用軸承，減少鋼索運動中與導(dǎo)向輪的摩擦， 又可以配合限位支架， 防止鋼索的脫落。連接件固定兩軸的位置，防止鋼索受力將支撐軸拉扯變形過大。

4 系統(tǒng)調(diào)試

各零部件組裝完成后進行了單體和綜合試驗， 單體調(diào)試主要進行電機、接近開關(guān)、接口匹配性等，綜合試驗主要進行了運動精準(zhǔn)性試驗和復(fù)位試驗。 調(diào)試試驗項目見表1。

運動精準(zhǔn)性試驗就是將電連接器插座用緊固件固定在連接器支架上， 連接器支架用緊固件固定方鋼管底座上， 方鋼管底座與模擬擺桿方鋼管通過兩個橫撐固定在一起，實現(xiàn)牢固的試驗工裝。模擬電連接器和強脫系統(tǒng)分別固定在工裝上并保持一定距離。

將強脫系統(tǒng)調(diào)整至符合設(shè)計要求的狀態(tài)，模擬負載，檢測傳感器觸板位置，控制柜內(nèi)按下啟動電機按鈕，觀察鋼索運動，當(dāng)運動到另一行程開關(guān)時，觀察是否有反饋信號傳入，電機能否自動停止。 多次試驗。

一次運動精準(zhǔn)性試驗后進行一次觸板的復(fù)位， 人工模擬負載，控制電機反轉(zhuǎn)，觀察行程開關(guān)信號反饋的準(zhǔn)確性。 可與運動精準(zhǔn)性試驗合并進行，反復(fù)數(shù)次。

最后再針對極限工況： 即兩臺電機中一臺出現(xiàn)故障不能工作，僅有一臺電機工作工況下，強脫動作能否按預(yù)期技術(shù)指標(biāo)完成。

強脫裝置各項技術(shù)指標(biāo)經(jīng)測量、測試、試驗，滿足使用要求，可靠性高，見圖2。

圖2 強脫試驗裝置圖

5 結(jié)論

本文介紹的一種用于分離電連接器的強脫裝置，在經(jīng)過精心設(shè)計、精密加工、全面測試試驗后，各項技術(shù)指標(biāo)滿足使用要求，并在實際應(yīng)用中動作準(zhǔn)確，可靠性高，得到用戶好評。該電連接器強脫裝置采用減速電機驅(qū)動，結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，動力容易獲得，采用多處冗余設(shè)置，可靠性高，壽命長。