典型低温连接器自动脱落对箭冲击载荷的研究

巴全坤，戴维奇，张振华，刘照智，代春涛

（北京航天发射技术研究所，北京，100076）

0 引 言

随着推进剂向着燃烧效率高、无毒、无污染的方向发展，低温推进剂正在逐步取代偏二肼-四氧化二氮的传统推进剂组合。以液氢-液氧、液氧-煤油为代表的低温推进剂，已在现役的多个运载火箭型号中得到应用[1]。连接器作为加注与泄回低温推进剂的箭地接口关键设备，其可靠锁紧、脱落对运载火箭的成功发射起着至关重要的作用[2～4]。连接器在脱落时锁紧机构解锁、卡爪张开，分离机构与箭体接触，驱动连接器与箭体分离，该分离过程会对箭体产生冲击载荷，如果冲击载荷过大，造成箭体损伤或变形，可能会导致发射任务推迟或失败。连接器在长时间加注时表面温度较低，箭壁冷凝水和空气中的水蒸气会在连接器表面处结霜、冰，导致连接器自动脱落时对箭冲击载荷发生变化。本文针对连接器在常温及结冰状态下的使用工况，开展Amesim 与ADAMS 联合仿真分析与试验测试研究，获得了常温及结冰两种工况下的对箭冲击载荷，为连接器安全可靠使用提供数据支撑。

1 连接器特性分析

1.1 连接器结构及脱落过程简介

典型低温连接器结构如图1 所示，连接器采用卡爪式锁紧结构。低温状态下，连接器锁紧脱落机构处结冰严重。连接器锁紧时，锁紧机构扣紧箭上接口法兰，实现连接器与箭上接口锁紧；脱落时，气压驱动锁紧机构解锁、卡爪张开，分离机构与箭体接触，驱动连接器与箭体分离。……