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系列彈載測試系統研制

文章來源:科技信息中心編輯室   時間:2019-06-17 訪問數:

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總體工程研究所環境中心實驗裝備技術部,2016年完成某試驗彈地面測控系統設計、某浮力艙邏輯組件設計、碰撞/跌落火燒序貫黑匣子測試系統、抗高溫瞬態沖擊嵌入式測試系統等系列彈載測試系統研發工作,成功研制出系列樣品,并通過試驗考核,滿足試驗要求,實現預期標的。如圖1所示。

系列彈載測試系統研制

1  低功耗、可靠觸發設計

跌落火燒序貫環境試驗中,為滿足序貫試驗長時可靠采集的需求,采用低功耗、可靠觸發設計。應用分離式設計方法,將信號調理器、采集存儲電路、電源功耗中心控制電路以及電池分別設計和灌封,多層重疊平行擺放;采用定時+環境狀態檢測相結合的控制方式,確保在正式試驗準備到位時進入觸發上電時序,而其他狀態下處于待機狀態,降低功耗;采用中心控制器檢測跌落結束狀態,控制沖擊測試分系統斷電,有效降低高耗電的多路應變測試電路功耗;由于序貫試驗周期長,采用低功耗溫度采集和冷端補償設計,確保溫度檢測系統整體電流在10 mA內,滿足了長時測試需求。如圖2所示。

系列彈載測試系統研制

經過實驗驗證,采用低功耗、可靠觸發設計,確保了系統可以滿足序貫試驗2天以上長時間可靠測試需求。

2  雙層嵌套結構抗高過載防護設計

為防止系統在沖擊過程中存在較大位移導致隔熱材料變形,同時防止傳感器連線損壞,抗高過載防護設計需要小變配,因而采用了雙層全金屬外殼嵌套結構。

開展了空氣炮考核試驗,考核系統的抗沖擊能力和電子系統性能。試驗過程中,出現內部信號線斷裂現象,為提高測試可靠性,改用二次灌封線路防護措施。

經過兩輪空氣炮撞擊試驗考核,撞擊速度達93 m/s,測試系統觸發采集正常。

3  薄壁結構抗高溫隔熱設計

黑匣子整體尺寸必須滿足試件結構要求,同時必須滿足抗高過載沖擊和抗高溫熱沖擊的雙重性能需求。為克服抗高過載防護結構占用大部分空間,使得抗高溫防護層的預留空間十分有限的難題,選擇高強耐高溫阻燃隔熱高分子材料,并通過仿真計算出薄膜厚度,設計制造出外層抗高溫防護層結構。

開展了耐高溫試驗考核,2只樣品升溫至100,200,300 ,各保持10 min,樣品取出后,回讀出系統內部溫度值分別是14,25,51 、表面呈現棕色,說明碳化反應已開始且效果良好。為加嚴考核,一只樣品加熱到400 后保持10 min,另一只加熱到150 后保持0.5 h后讀數,再升溫至200 ,保持1 h。加熱到400 時,溫度箱內冒出煙霧,并散發刺鼻氣味,取出樣品后外表成黑色,防護層已完全分解碳化,內部溫度值回讀最高達到100 ;另一只樣品分段考核后,外表保持棕色,內部最高溫度值分別為21 57 。

通過實驗驗證了高溫環境下,隔熱層通過外表面碳化過程可以隔絕外界高溫,保持殼體內部溫度低于100 ,傳感器測量正常,采用薄壁防護結構有效解決了高溫防護的難題,達到試驗要求。如圖3所示。

系列彈載測試系統研制

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