[发明专利]一种火箭加注量称重计量装置及方法

说明书

本发明涉及火箭推进剂加注计量领域，具体为一种火箭加注量称重计量装置及方法。该装置包括柔性管道、鞍座、顶升系统、贮罐称重系统和控制显示系统。针对航天发射场火箭推进剂加注计量问题，分析了现加注系统中采用的流量计计量方式的不足，提出和设计了基于对库房贮罐称重的火箭加注计量装置及计量方法，同时分析了基于该计量方式的火箭推进剂加注精度。结果证明，提出的加注计量方法能够提高加注精度，为今后深入开展加注流程优化和提高加注精度研究提供了理论依据和数据支持。

技术领域

本发明涉及火箭推进剂加注计量领域，具体为一种火箭加注量称重计量装置及方法。

背景技术

火箭推进剂加注系统是发射场地面设备的重要组成部分，主要用于完成火箭推进剂的加注工作。加注量精确计量是保证火箭发射成功的重要因素，不同的加注计量方式会直接影响加注流程和加注精度，因此研究火箭推进剂加注计量方式及其对应的加注精度对保障火箭发射任务的圆满成功具有重要意义。

在火箭推进剂加注量计量方面，目前加注量的计量主要采用流量计计量方式，即通过流量计来计量加注量升数，以满足加注量的需求。在该方式下，基本加注量由产品贮箱上的液位计进行计量，地面加注系统流量计进行监视；补加量由地面流量计控制进行定量补加，到达指定液位时，自动开始定量补加，加至补加量时，自动关闭产品上的活门，加注结束。该计量方式存在如下不足：(1)流量计计量必须在库房设置流量计及校验系统。由于地面流量计是箭上液位信号的备份，而且补加以地面流量计为准，所以，库房必须设流量计及校验系统，流量计要定期返厂标校，流量计故障增加了系统的不可靠性。(2)流量计通常采用涡街流量计，其计量精度不高，涡街流量计计量精度为1％。

发明内容

在火箭推进剂加注计量方面，为解决现有的采用流量计计量方式的不足，本发明提出了基于对库房贮罐称重的火箭加注计量方式，并对该方式下火箭加注精度进行了分析和计算，具体为一种火箭加注量称重计量装置及方法。

本发明是采用如下的技术方案实现的：一种火箭加注量称重计量装置，包括柔性管道、鞍座、顶升系统、贮罐称重系统和控制显示系统，顶升系统包括液压油缸，贮罐称重系统包括称重模块和称重传感器接线盒，每个称重模块包括称重传感器，控制显示系统包括控制器和计算机，柔性管道用于贮罐和加注管道连接，鞍座置于水泥基座上，每个鞍座由螺栓固定在水泥基座的预埋钢板上，液压油缸安置在鞍座两端下方，液压油缸下方支撑在称重模块上，称重模块上的称重传感器和称重传感器接线盒连接，称重传感器接线盒和控制器连接，控制器和计算机连接，控制器还用于控制液压油缸。

上述的一种火箭加注量称重计量装置的方法，包括以下步骤：

(1)开始火箭推进剂加注前，先进行称重准备，贮罐称重系统、顶升系统和控制显示系统就位并自检合格；松开鞍座固定螺栓，液压油缸同步顶升鞍座，使贮罐平稳上升，贮罐重量完全加于称重模块上，液压油缸锁紧，防止顶升系统故障时贮罐回落，控制显示系统计重准备就绪；

(2)称重计量时，控制显示系统接收推进剂库房“开始加注”信号，开始计数；当接收到火箭“0液位”信号时，记录管道内推进剂的填充重量，并自动清零，开始加注量称重计量；当接收到火箭“二液位”信号时，记录加注量，并自动清零，重新开始加注量称重计量；加注到以“二液位”为基准的额定重量时，库房发出“计重结束”信号，停止加注，从接收到“0液位”信号至“计重结束”信号区间内累积计量的数值为推进剂的实际加注量，记录此值G；

(3)推进剂加注完成后，顶升系统解锁，液压油缸同步回落，将鞍座放回地面，拧紧鞍座固定螺栓；柔性管道消除贮罐上升下降产生的管道形变，保持管道系统密封性良好；

(4)对于综合误差为±m％的单个称重传感器，称重传感器并联后的综合误差n为称重传感器的个数；

(5)称重系统造成的加注误差称重系统造成的加注量误差值T为并联后称重传感器的总量程；

(6)推进剂最终确定的加注量为