本发明涉及火箭发射技术，具体涉及一种基于火箭起飞脱落的箭地连接系统以及该系统的使用方法。
背景技术：
在航空航天领域，对于运载火箭的发射支持系统，地面推进剂加注系统和供配气系统需通过箭地连接器与火箭连接，以实现液、气态介质进入火箭或者从火箭中泄回。现有的火箭发射支撑系统和箭地连接技术因人工参与较多，不但工作量较大，而且安全性较差，容易因连接过程的泄漏、爆炸事故造成人员伤亡。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种箭地连接系统及使用方法，系统具有结构简单、操控方便、稳定可靠、安全性高的优点；方法具有流程简单、控制方便、工作效率高的优点。
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供的一种箭地连接系统，包括脐带塔、摆杆、软管和箭地连接器，所述脐带塔固定在发射平台上，所述摆杆的一端设有转轴，转轴通过轴承座安装在脐带塔上，转轴连接有旋转驱动装置，所述软管由下至上布置在脐带塔和摆杆上，软管的上端从摆杆远离脐带塔的一端伸出，所述箭地连接器与软管的上端固定连接。
进一步的，本发明一种箭地连接系统，其中，所述软管包括加注软管和供气软管，加注软管用于为火箭加注推进剂，供气软管用于为火箭供气。
进一步的，本发明一种箭地连接系统，其中，所述摆杆包括第一摆杆，第一摆杆包括一级摆杆和二级摆杆，一级摆杆和二级摆杆之间通过竖向的一级转轴和一级轴承座连接，一级转轴连接有旋转驱动装置，二级摆杆远离一级摆杆的一端设有竖向的二级转轴，二级转轴通过二级轴承座安装在脐带塔上，二级转轴连接有旋转驱动装置。
进一步的，本发明一种箭地连接系统，其中，所述第一摆杆上下间隔设有两组，两组第一摆杆的一级转轴同轴固定连接，两组第一摆杆的二级转轴也同轴固定连接。
进一步的，本发明一种箭地连接系统，其中，所述一级摆杆由三段依次连接构成并形成弧形结构；一级摆杆远离二级摆杆的一端设有用于固定软管的第一固定器。
进一步的，本发明一种箭地连接系统，其中，所述摆杆还包括第二摆杆，所述第二摆杆的一端设有横向转轴，横向转轴通过横向轴承座安装在脐带塔上，横向转轴连接有旋转驱动装置。
进一步的，本发明一种箭地连接系统，其中，所述第二摆杆上下间隔设有两个，两个第二摆杆之间设有连动杆，连动杆的上下端对应与两个第二摆杆铰接。
进一步的，本发明一种箭地连接系统，其中，所述连动杆间隔设有两个，两个连动杆和两个第二摆杆形成平行四边形结构；第二摆杆远离脐带塔的一端设有用于固定软管的第二固定器。
进一步的，本发明一种箭地连接系统，其中，所述旋转驱动装置包括液压缸、齿条和齿轮，液压缸固定在脐带塔上，齿条的一端与液压缸的活塞杆连接，齿轮固定在转轴上并与齿条啮合。
本发明还提供了一种上述箭地连接系统的使用方法，包括以下步骤：
s1、在技术区，通过旋转驱动装置使摆杆由远离火箭的位置旋转到靠近火箭的位置，并在摆杆旋转到位后使旋转驱动装置锁定；
s2、在技术区回转平台的配合下，通过人工完成箭地连接器与火箭上加注活门和供气接头的连接，并完成加注管路和供气路管的检测；
s3、转场和加注时，使旋转驱动装置保持锁定状态，转场是指将发射平台及火箭由发射区转至发射区，加注是指对火箭进行加注推进剂和供气；
s4、发射平台及火箭转至发射区后进行射前总检查，并在撤离人员后对火箭进行低温推进剂的预冷、加注；
s5、火箭点火后，按控制时序，使旋转驱动装置解锁、箭地连接器脱落、摆杆迅速旋转到远离火箭的安全区。
本发明一种箭地连接系统及使用方法与现有技术相比，具有以下优点：本发明通过设置脐带塔、摆杆、软管和箭地连接器，使脐带塔固定在发射平台上，在摆杆的一端设置转轴，使转轴通过轴承座安装在脐带塔上，并使转轴连接旋转驱动装置，将软管由下至上布置在脐带塔和摆杆上，且使软管的上端从摆杆远离脐带塔的一端伸出，让箭地连接器与软管的上端固定连接。由此就构成了一种结构简单、操控方便、稳定可靠、安全性高的箭地连接系统。在实际应用中，进行箭地连接时让摆杆摆至火箭附近，使箭地连接器与火箭上的加注活门和供气接头密封连接，并使软管的下端连接地面加注系统和地面供配气系统，即可形成完整的加注管路和供配气管路，以实现对火箭进行加注推进剂和供气；火箭点火时，按时序使箭地连接器与火箭脱落，并使摆杆迅速摆到安全区，以便摆杆让出火箭起飞通道，保证了安全性。本发明通过设置摆杆，一方面可对软管起到有效的支撑作用，避免了因软管下垂产生的张力对箭地连接器的密封造成影响，保证了密封的可靠性；另一方面通过摆杆对软管的支撑，配合箭地连接器的脱落设计，减少了人工参与，降低了劳动强度，且在发射中止时可完成无人值守的低温推进剂泄回，提高了安全性。
下面结合附图所示具体实施方式对本发明一种箭地连接系统及使用方法作详细说明。
附图说明
图1为本发明一种箭地连接系统的原理图；
图2为本发明一种箭地连接系统中第一摆杆的连接状态侧视图；
图3为本发明一种箭地连接系统中第一摆杆的连接状态俯视图；
图4为本发明一种箭地连接系统中第二摆杆的连接状态侧视图；
图5为本发明一种箭地连接系统中第一摆杆的放大示意图；
图6为本发明一种箭地连接系统中第二摆杆的放大示意图；
图7为本发明一种箭地连接系统中旋转驱动装置的放大示意图。
具体实施方式
首先需要说明的，本发明中所述的上、下、左、右、前、后等方位词只是根据附图进行的描述，以便于理解，并非对本发明的技术方案及请求保护范围进行的限制。
如图1至图7所示本发明一种箭地连接系统的具体实施方式，包括脐带塔1、摆杆2、软管3和箭地连接器(图中未示出)。将脐带塔1固定在发射平台4上，在摆杆2的一端设置转轴，使转轴通过轴承座安装在脐带塔1上，并使转轴连接旋转驱动装置5。将软管3由下至上布置在脐带塔1和摆杆2上，让软管3的上端从摆杆2远离脐带塔1的一端伸出，且使箭地连接器与软管3的上端固定连接。
通过以上结构设置就构成了一种结构简单、操控方便、稳定可靠、安全性高的箭地连接系统。在实际应用中，进行箭地连接时让摆杆2摆至火箭6附近，使箭地连接器与火箭上的加注活门和供气接头密封连接，并使软管3的下端连接地面加注系统和地面供配气系统，即可形成完整的加注管路和供配气管路，以实现对火箭进行加注推进剂和供气；火箭点火时，按时序使箭地连接器与火箭脱落，并使摆杆2迅速摆到安全区，以便摆杆2让出火箭起飞通道，保证了安全性。本发明通过设置摆杆2，一方面可对软管3起到有效的支撑作用，避免了因软管3下垂产生的张力对箭地连接器的密封造成影响，保证了密封的可靠性；另一方面通过摆杆2对软管3的支撑，配合箭地连接器的脱落设计，减少了人工参与，降低了劳动强度，且在发射中止时可完成无人值守的低温推进剂泄回，提高了安全性。需要说明的是，在实际应用中，软管3具体包括加注软管和供气软管，加注软管用于为火箭加注推进剂，供气软管用于为火箭供气；箭地连接器为本领域的现有设备，其结构和连接方式为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。
作为具体实施方式，本发明设置了两种结构和连接方式的摆杆2，以适应火箭上不同位置的加注活门和供气接头。如图2、图3和图5所示，一种为第一摆杆21，第一摆杆21包括一级摆杆211和二级摆杆212，其中，一级摆杆211和二级摆杆212之间通过竖向的一级转轴和一级轴承座连接，一级转轴连接有旋转驱动装置5，旋转驱动装置5固定在二级摆杆212上，二级摆杆212远离一级摆杆211的一端设有竖向的二级转轴，二级转轴通过二级轴承座安装在脐带塔1上，二级转轴连接有旋转驱动装置5。第一摆杆21一般用于火箭侧向的箭地接口连接和脱落，通过采用两段式结构设计，在实际应用中让两段同时旋转，可有效缩短摆开时间，提高了火箭发射的安全可靠。
作为具体实施方式，本发明使第一摆杆21上下间隔设置了两组，并使两组第一摆杆21的一级转轴同轴固定连接，使两组第一摆杆21的二级转轴也同轴固定连接。通过设置两组第一摆杆21，可方便进行不同高度位置的箭地接口连接，提高了操作的便利性和功能性；通过让两组第一摆杆21采用连动结构设计，可使一组第一摆杆21取消旋转驱动装置5，简化了结构，且提高了两组第一摆杆21旋转动作的同步性，保证了安全可靠性。同时，本具体实施方式使一级摆杆211采用了由三段依次连接并形成弧形的结构，并在一级摆杆211远离二级摆杆212的一端设置了固定软管3的第一固定器。通过使一级摆杆211采用弧形结构，可使其快速离开火箭起飞通道，增强了安全性，通过设置第一固定器可使软管3相对固定，在不影响箭地连接器操作灵活性的基础上提高了结构的相对稳定性。
作为具体实施方式，如图4和图6所示，另一结构的摆杆为第二摆杆22，其中，第二摆杆22的一端设有横向转轴，横向转轴通过横向轴承座安装在脐带塔1上，横向转轴连接有旋转驱动装置5。第二摆杆22一般用于火箭正向(相对于脐带塔一侧)的箭地接口连接和脱落。为增强功能性，本具体实施方式使第二摆杆22上下间隔设置了两个，以便进行不同高度位置的箭地接口连接；并在两个第二摆杆22之间设置了连动杆221，使连动杆221的上下端对应与两个第二摆杆22铰接。通过让两个第二摆杆22采用连动结构设计，可保证仅有一个第二摆杆22的旋转驱动装置5工作时，仍然可以将两个第二摆杆22同步收回，提高了安全可靠性。为增强连接可靠性，本具体实施方式使连动杆221间隔设置了两个，两个连动杆221和两个第二摆杆22形成了平行四边形结构，并在第二摆杆22远离脐带塔1的一端设置了用于固定软管3的第二固定器。
需要说明的是，如图7所示，本发明通常使旋转驱动装置5采用包括液压缸51、齿条52和齿轮53的结构形式，其中，液压缸51固定在脐带塔1上，齿条52的一端与液压缸51的活塞杆连接，齿轮53固定在转轴上并与齿条52啮合。这一设置的旋转驱动装置5具有结构简单、动作灵敏的优点。在实际应用中旋转驱动装置5还设有对齿条52导向的机构，以保证结构和动作的稳定性。另外需要指出的是，根据不同的火箭，第一摆杆21和第二摆杆22既可以同时使用，也可以分别单独使用。
基于同一构思，本发明还提供了一种上述箭地连接系统的使用方法，包括以下步骤：
s1、在技术区，通过旋转驱动装置使摆杆由远离火箭的位置旋转到靠近火箭的位置，并在摆杆旋转到位后使旋转驱动装置锁定。
s2、在技术区回转平台的配合下，通过人工完成箭地连接器与火箭上加注活门和供气接头的连接，并完成加注管路和供气路管的检测。
s3、转场和加注时，使旋转驱动装置保持锁定状态，转场是指将发射平台及火箭由发射区转至发射区，加注是指对火箭进行加注推进剂和供气。
s4、发射平台及火箭转至发射区后进行射前总检查，并在撤离人员后对火箭进行低温推进剂的预冷、加注。
s5、火箭点火后，按控制时序，使旋转驱动装置解锁、箭地连接器脱落、摆杆迅速旋转到远离火箭的安全区。
本发明提供的箭地连接系统的使用方法，具有流程简单、控制方便、工作效率高的优点。
经实际应用表明，本发明可带来以下有益效果：a、通过摆杆的支撑，可减小箭地接口间管路下垂造成的张力，提高了箭地接口的密封可靠性；b、配合箭地连接器的脱落设计，可避免发射中止时推进剂泄回的人员操作，提高了人员安全性；c通过让第一摆杆采用两级摆开结构，可缩短摆开时间，提高了火箭发射的安全可靠性。
以上实施例仅是对本发明优选实施方式的描述，并非对本发明请求保护范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域技术人员依据本发明的技术方案做出的各种变形，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
1.一种箭地连接系统，其特征在于，包括脐带塔(1)、摆杆(2)、软管(3)和箭地连接器，所述脐带塔(1)固定在发射平台(4)上，所述摆杆(2)的一端设有转轴，转轴通过轴承座安装在脐带塔(1)上，转轴连接有旋转驱动装置(5)，所述软管(3)由下至上布置在脐带塔(1)和摆杆(2)上，软管(3)的上端从摆杆(2)远离脐带塔(1)的一端伸出，所述箭地连接器与软管(3)的上端固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种箭地连接系统，其特征在于，所述软管(3)包括加注软管和供气软管，加注软管用于为火箭加注推进剂，供气软管用于为火箭供气。
3.根据权利要求2所述的一种箭地连接系统，其特征在于，所述摆杆(2)包括第一摆杆(21)，第一摆杆(21)包括一级摆杆(211)和二级摆杆(212)，一级摆杆(211)和二级摆杆(212)之间通过竖向的一级转轴和一级轴承座连接，一级转轴连接有旋转驱动装置(5)，二级摆杆(212)远离一级摆杆(211)的一端设有竖向的二级转轴，二级转轴通过二级轴承座安装在脐带塔(1)上，二级转轴连接有旋转驱动装置(5)。
4.根据权利要求3所述的一种箭地连接系统，其特征在于，所述第一摆杆(21)上下间隔设有两组，两组第一摆杆(21)的一级转轴同轴固定连接，两组第一摆杆(21)的二级转轴也同轴固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种箭地连接系统，其特征在于，所述一级摆杆(211)由三段依次连接构成并形成弧形结构；一级摆杆(211)远离二级摆杆(212)的一端设有用于固定软管(3)的第一固定器。
6.根据权利要求2所述的一种箭地连接系统，其特征在于，所述摆杆(2)还包括第二摆杆(22)，所述第二摆杆(22)的一端设有横向转轴，横向转轴通过横向轴承座安装在脐带塔(1)上，横向转轴连接有旋转驱动装置(5)。
7.根据权利要求6所述的一种箭地连接系统，其特征在于，所述第二摆杆(22)上下间隔设有两个，两个第二摆杆(22)之间设有连动杆(221)，连动杆(221)的上下端对应与两个第二摆杆(22)铰接。
8.根据权利要求7所述的一种箭地连接系统，其特征在于，所述连动杆(221)间隔设有两个，两个连动杆(221)和两个第二摆杆(22)形成平行四边形结构；第二摆杆(22)远离脐带塔(1)的一端设有用于固定软管(3)的第二固定器。
9.根据权利要求2所述的一种箭地连接系统，其特征在于，所述旋转驱动装置(5)包括液压缸(51)、齿条(52)和齿轮(53)，液压缸(51)固定在脐带塔(1)上，齿条(52)的一端与液压缸(51)的活塞杆连接，齿轮(53)固定在转轴上并与齿条(52)啮合。
10.一种权利要求2所述箭地连接系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1、在技术区，通过旋转驱动装置使摆杆由远离火箭的位置旋转到靠近火箭的位置，并在摆杆旋转到位后使旋转驱动装置锁定；
s2、在技术区回转平台的配合下，通过人工完成箭地连接器与火箭上加注活门和供气接头的连接，并完成加注管路和供气路管的检测；
s3、转场和加注时，使旋转驱动装置保持锁定状态，转场是指将发射平台及火箭由发射区转至发射区，加注是指对火箭进行加注推进剂和供气；
s4、发射平台及火箭转至发射区后进行射前总检查，并在撤离人员后对火箭进行低温推进剂的预冷、加注；
s5、火箭点火后，按控制时序，使旋转驱动装置解锁、箭地连接器脱落、摆杆迅速旋转到远离火箭的安全区。
技术总结