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第18卷第2期
1997年6月
航天返回与遥感
SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING
A摘要
实例.
火工装置在航天飞行器上应用
圭弛●-_-__一
(北京空间机电研究所，北京looo76)
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火I装置是航天技术的关键之一.文中介绍航天火工装置在航天飞行器上的应用主题词应用
1前言
翌篪
火工装置是指由发火元件，装药和功能机构组成的装置.其特点是能由比较小的初始能
量(也叫初始冲能)起作用.通过其率身的爆炸或燃烧反应.释放出较大的，集中的能量来做机
械功，是航天飞行器上一次性作功的装置.
火工装置在航天飞行器上早已得到广泛使用，而且随着航天事业的发展，航天火工装置已 成为航天专业的一个重要分支.火工装置的设计思想，测试技术及使用方法也因航天系统性
能要求的特殊性，使用的广泛性，高可靠性和安全性等而得到了飞速发展和提高.
2火工装置是航天技术的关键技术之一
航天事业的发展需要许多尖端科学技术.火工装置技术仅是其中的一部分，但它却扮演着
极其重要的角，在每一个航天飞行器上，火工装置要完成大大小小几项到几十项.甚至几百
项的各种程序动作或任务.从发射到回收.几乎每一阶段的动作都不离开它，而且随着航天飞
行器的发展，使用的火工装置品种和数量越来越多，要求越来越严格.我所设计，研制和使用
火工装置已有3O多年历史了，从58年研制探空火箭开始使用火工装置，有级间分离用爆炸螺
栓，弹射分离用作动筒，弹射降落伞的弹射栓，抛伞分离的脱伞螺栓和切割降落伞收口绳用的
伞绳切割器等等，然后逐步推广至导弹武器，卫星回收.
可见.火工装置技术发展相应促进了航天技术的发展.反之，由于航天事业的迅猛发展,
推进了火工装置技术的进步.有关各国都十分重视开发火工装置技术在航天系统中的应用,
不断投入人力和财力，研究小型化，高可靠性的火工装置新系统，加紧航天技术领域内的竞
争.
3火工装置技术在航天飞行器上应用举例
3.1点火装置(圉1，圉2，圉3)
用于航天飞行器上的点火装置有电点火，机械点火和爆炸能激发的点火器等，早期发展的
收稿日期:l996一l2—03一
l
航天返回与遥感1997年6月
圉1敏感点火器示意图
图2钝感点火器示意图
1.壳体2绝缘垫3，压块4.
5.传火药6主装药7，密封片
图3隔板点火器示意图便携式餐具
1密封片2.3.混合火药
4受主氯化铝5施主氯化铝6绸片
滚筒造粒机
7.壳体8.加强帽9.隔板
电点火器(称为第一代电点火装置)，它的最小安全发火电流和最大不发火电流都比较小，所以它对抗静电，抗射频，抗杂散电流的能力较差，但它所需发火的电流较小.每个电点火器只需通电2A时，在3ms内就能完成点火功能, 所以目前还继续在使用.同时，又研制成许多lA—1w电点火器(称为第二代点火装置),
它已成功地应用于许多航天飞行器中.它安全性好，克服了第一代点火装置存在的缺点.但每个电点火器所需要发火电流大于5A，发火时间相对要长一些，一般在50ms以内.随着火工装置技术的发展，又出现了一些安全可靠性更高的新品种.如激光点火器，二极管激光点火器和低电压无点火器等等.
爆炸能激发的点火器，隔板点火器应用很
广泛，它能把爆轰信号转换为燃烧，其中心部位有一金属隔板，两侧压装，有柔性输出，输入一侧的为旃主，受主的爆轰波使其输出端的燃烧.由于金属隔板即使在爆轰作
用后也不被击穿，故其密封性好.
3.2(图4)
传统概念的是一种起推进驱动作用
的活塞式装置，用来操作开关，阀.分离各种机
构，保险/解除保险装置和操作各种需要的动力
装置，它可归为动力源的火工装置，其弹射作用
力和被弹射物的被抛速度是可以控制的.弹射
器一般由圆筒，活塞及产生高温，高压燃气的电
爆炸动力药组成，通常弹射的能量直接分离构
件，因而不产生破片.早期的的燃气往
外泄漏，现在的可以设计成燃气不往外
泄漏，即无污染的，它工作完成后，对周
围环境不产生污染，这样，使精密的仪器，仪表
工作环境得到了大大改善.
3.3索类装置
索类装置是国外航天飞行器用得最多的产
品，主要用于整流罩分离，级闻分离，飞行器自
pinset毁系统，航天飞机逃逸舱口切割分离系统等，用
第18卷第2期航天返回与疆感65
图4解锁器
得最多的是，有柔性(MOF)，封闭式(CDC或CDF)，铠装(sMcD)及切割索(LSC)，延期索和等.
3.4传爆装置
化学镀镍磷合金
热轧卷>硬币分拣机
传爆装置系统.美国称之为ETA，是一种新的程控传递序列(叉称非电)，它通过
细径(如柔性)在各种环境条件下传递爆轰.使其他火工装置起作用. 传统上，火箭，飞船等使用的火工装置几乎个个是通过输入电信号而起作用的电爆装置
(EED).现在，航天系统越来越复杂.需要的火工装置的数量也在增加.如有的飞船
抛伞舱盖,
同时使用16个弹射装置.32个隔板电点火器.如果每个都是电发火式，则需要大容量的电源,
系统的安全可靠性也受到影响.在ETA中代替了传输信号的导线.不管有多少火工装
置要作用，只需向起点的一个电爆装置输入电脉冲信号(若考虑到高可靠性，也只需用2个
EED)，这种系统的突出优点有:
a.EED的数量可以大大减少，电气系列能够大大简化;
b.由于EED减少而减少了所需的电源容量.从而能使用抗杂散电流，抗电磁渡等的钝感
电.故可提高整个火工装置系统的安全性;
c.由于减少了必须进行电路检查的EED.在工厂，试验室，发射场等处，可大大简化对火
工装置电路的检查工作;
d.由于的爆轰信号易于多路传输，可以组成爆炸网络，具有可靠性高的冗余技术;
e.可以5000—8000m/s的速度传输爆轰信号.因此长度的差别对传输信
号的时间影响极小.容易做到使多个火工装置同时发生作用.同步性相当高.
图5ETA系统示意图
66航天返回与遥感1997年6月
美国早已把这种系统用于导弹，宇宙飞船，航天飞机上，它们的有效性和可靠性得到了充
分的证明
35其他火工装置
航天飞行器上使用较多的还有爆炸螺栓，解锁螺拴，燃气发生器，切割器，小型固体发动机
