阅读说明：本技术 一种倒置式探空仪的气象火箭箭头 (Weather rocket arrow of inversion type sonde ) 是由 卢山 王蓉晖 王永平 卢睿 胥磊 朱正军 刘远 王军辉 孙俊峰 于 2019-11-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种倒置式探空仪的气象火箭箭头,属于气象火箭技术领域,包括：整流罩壳体、导向座、探空仪、弹簧、探空仪安装座、探空仪连接绳、仪器座及降落伞组件；降落伞组件安装在仪器座内,另一端通过连接绳与仪器座连接；整流罩壳体开口端的内圆周面套装在仪器座的外部,所述探空仪安装座位于整流罩壳体内；导向座安装在整流罩壳体内,弹簧的一端与导向座端部的连接部件固连,另一端与探空仪安装座抵触；探空仪倒置于整流罩壳体内；两个探空仪连接绳的一端均与探空仪的底部连接,另一端分别一一对应穿过探空仪安装座的两个过线孔后,与仪器座的封闭端连接；本发明能够保证探空仪在装箭上升或者伞降过程均能收到卫星导航信号。(The invention discloses a meteorological rocket arrow of an inverted sonde, belonging to the technical field of meteorological rockets and comprising: the device comprises a fairing shell, a guide seat, a sonde, a spring, a sonde mounting seat, a sonde connecting rope, an instrument seat and a parachute assembly; the parachute assembly is arranged in the instrument base, and the other end of the parachute assembly is connected with the instrument base through a connecting rope; the inner circumferential surface of the opening end of the fairing shell is sleeved outside the instrument base, and the sonde mounting seat is positioned in the fairing shell; the guide seat is arranged in the fairing shell, one end of the spring is fixedly connected with the connecting part at the end part of the guide seat, and the other end of the spring is abutted against the sonde mounting seat; the sonde is arranged in the fairing shell in an inverted mode; one ends of the two sonde connecting ropes are connected with the bottoms of the sondes, and the other ends of the two sonde connecting ropes respectively penetrate through the two wire passing holes of the sonde mounting seat in a one-to-one correspondence manner and are connected with the closed end of the instrument seat; the invention can ensure that the sonde can receive satellite navigation signals in the arrow loading and rising or parachute falling process.)

一种倒置式探空仪的气象火箭箭头

技术领域

本发明属于气象火箭技术领域，具体涉及一种倒置式探空仪的气象火箭箭头。

背景技术

气象火箭用于探测临近空间高度60km以内气象参数，气象火箭携带探空仪通过发射装置发射升空，当火箭飞行至预定高度时火箭探空仪与火箭分离，随后降落伞展开，悬挂探空仪下降，在下降过程中通过探空仪上的传感器完成对大气参数的测量。

《探空火箭设计》(宇航出版社，1993年12月第1版)对气象火箭的分离机构和回收系统工作程序进行了介绍，并对降落伞系统、控制装置和火工装置进行了较为详细的介绍。《TY-4探空火箭分离装置设计与试验》(2002年中国宇航学会固体推进专业委员会年会)介绍了TY-4探空火箭分离装置结构和工作原理以及地面试验和飞行试验的相关情况。《临近空间气象火箭探测资料精度的综合评估》(物理学报，2013年第62卷第19期)介绍了临近空间气象火箭的组成及探测系统工作过程。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种倒置式探空仪的气象火箭箭头，能够保证探空仪在装箭上升或者伞降过程均能收到卫星导航信号。

本发明是通过下述技术方案实现的：

一种倒置式探空仪的气象火箭箭头，包括：整流罩壳体、导向座、探空仪、弹簧、探空仪安装座、探空仪连接绳、仪器座及降落伞组件；

所述导向座的两端分别设有与用于整流罩壳体连接的连接部件；导向座上加工有用于安装探空仪的轴向圆孔；

所述探空仪安装座为两端开口的筒状结构，且其两端均加工有法兰，圆筒的圆周面上加工有两个沿其轴线对称的过线孔；

所述仪器座为一端开口一端封闭的筒状结构；

所述探空仪的顶部安装有温度传感器，底部安装有卫星导航天线；探空仪的外圆周面设有轴肩；

整体连接关系如下：所述降落伞组件安装在仪器座内，且降落伞组件的底端通过连接绳与外部的箭体连接，另一端通过连接绳与仪器座连接；降落伞组件内设有能够有箭体分离的伞衣；

所述整流罩壳体开口端的内圆周面套装在仪器座的外部，仪器座将整流罩壳体的开口封闭；所述探空仪安装座位于整流罩壳体内，且探空仪安装座同轴固定在仪器座的封闭端端面；

所述导向座安装在整流罩壳体内，并通过其两端的连接部件与整流罩壳体固连；所述导向座与探空仪安装座同轴相对，弹簧的一端与导向座端部的连接部件固连，另一端与探空仪安装座抵触，且弹簧在整流罩壳体和导向座的重力作用下处于压缩状态；

所述探空仪倒置于整流罩壳体内，即探空仪的顶部位于探空仪安装座内，并通过探空仪的轴肩支撑在探空仪安装座的端面，探空仪穿过弹簧后，其底部同轴安装在导向座的轴向圆孔中；两个探空仪连接绳的一端均与探空仪的底部连接，另一端分别一一对应穿过探空仪安装座的两个过线孔后，与仪器座的封闭端连接；两个所述探空仪连接绳沿探空仪的轴线对称分布，且两个所述探空仪连接绳长度相同。

进一步的，所述导向座两端的连接部件分别为前固定环和后固定环；所述前固定环和后固定环的外圆周面均与其所在位置处的整流罩壳体的内表面型面一致；

所述导向座的两端分别加工有用于安装前固定环和后固定环的台阶面；

所述前固定环和后固定环通过胶粘剂固定在导向座两端的台阶面上；且前固定环和后固定环的外圆周面与整流罩壳体的内表面贴合并通过粘接固定。

进一步的，还包括连接环，所述连接环的一端安装在整流罩壳体开口端的内圆周面上，并通过粘接固连，另一端套装但并不固定在仪器座的外部。

进一步的，所述降落伞组件包括：伞衣、主伞绳、棉绳、伞包及伞包缓冲绳；主伞绳安装在伞衣的一端，伞衣的另一端通过棉绳与伞包连接，伞包外部连接有伞包缓冲绳；伞衣未工作时折叠安装在伞包内；所述棉绳在拉力达到设定值时可被拉断；

所述降落伞组件安装在仪器座内，其一端通过伞包缓冲绳与外部的箭体连接；另一端通过主伞绳与仪器座的内底面连接。

进一步的，所述弹簧通过胶粘剂与后固定环粘接固连。

有益效果：由于卫星导航天线安装在探空仪底部，为使探空仪在随火箭上升过程中能收到良好的卫星导航信号，本发明的探空仪在火箭中采用底部在上、顶部在下的倒置安装方式，确保探测数据的完整性和连续性；当火箭飞行至指定高度并与探空仪分离后，探空仪在高空中相对于降落伞组件完成一个姿态调转动作，在伞衣充气后，探空仪、探空仪安装座、仪器座和降落伞组件组成的整体翻转，使得探空仪在随伞衣下降过程中，底部指向天空，顶部指向地面，保证探空仪卫星导航天线有良好的信号，同时温度传感器能进行精确的测量，提高了气象火箭的探测精度。

附图说明

图1为本发明的结构组成图；

图2-5为本发明的工作流程图；

其中，1-整流罩壳体，2-前固定环，3-导向座，4-探空仪，5-后固定环，6-弹簧，7-探空仪安装座，8-探空仪连接绳，9-连接环，10-仪器座，11-降落伞组件，12-伞衣，13-主伞绳，14-棉绳，15-伞包，16-伞包缓冲绳，17-箭体。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本实施例提供了一种倒置式探空仪的气象火箭箭头，参见附图1，包括：整流罩壳体1、前固定环2、导向座3、探空仪4、后固定环5、弹簧6、探空仪安装座7、探空仪连接绳8、连接环9、仪器座10及降落伞组件11；

所述前固定环2的外圆周面与其所在位置处的整流罩壳体1的内型面一致；

所述后固定环5的外圆周面与其所在位置处的整流罩壳体1的内型面一致，且其一端端面加工有用于安装弹簧6的环形凹槽；

所述导向座3的外圆周面为圆锥面，且导向座3的两端分别加工有用于安装前固定环2和后固定环5的台阶面；导向座3上加工有用于安装探空仪4的轴向圆孔；

所述探空仪安装座7为两端开口的圆筒，且其两端均加工有法兰，其中一个法兰的端面加工有用于安装弹簧6的环形凹槽；圆筒的圆周面上加工有两个沿其轴线对称的过线孔；

所述仪器座10为一端开口一端封闭的圆筒；

参见附图2和图3，所述降落伞组件11包括：伞衣12、主伞绳13、棉绳14、伞包15及伞包缓冲绳16；主伞绳13安装在伞衣12的一端，伞衣12的另一端通过棉绳14与伞包15连接，伞包15外部连接有伞包缓冲绳16；伞衣12未工作时折叠安装在伞包15内；所述棉绳14在拉力达到设定值时可被拉断；

所述探空仪4的顶部安装有温度传感器，底部安装有卫星导航天线；探空仪4靠近顶部的外圆周面设有轴肩；

整体连接关系如下：所述降落伞组件11的伞包15通过伞包缓冲绳16与外部的箭体17连接；仪器座10通过其开口套装在降落伞组件11的伞包15外部，且降落伞组件11通过主伞绳13与仪器座10的内底面连接；

所述整流罩壳体1开口端的内圆周面通过连接环9套装在仪器座10的外部，仪器座10将整流罩壳体1的开口封闭；其中，连接环9的一端安装在整流罩壳体1内，并通过粘接固连，另一端套装在仪器座10的外部但与仪器座10不固定；

所述探空仪安装座7位于整流罩壳体1内，且探空仪安装座7的法兰通过螺钉同轴固定在仪器座10的封闭端端面；

所述前固定环2和后固定环5分别通过胶粘剂固定在导向座3两端的台阶面上；前固定环2、导向座3及后固定环5整体安装在整流罩壳体1内，且前固定环2和后固定环5的外圆周面与整流罩壳体1的内表面贴合并通过粘接固定；所述后固定环5与探空仪安装座7同轴相对，弹簧6的一端通过胶粘剂与后固定环5粘接固连，另一端与探空仪安装座7抵触，且弹簧6在整流罩壳体1、前固定环2、导向座3、及后固定环5的重力作用下处于压缩状态，用于提供探空仪4与整流罩壳体1分离的动力；

所述探空仪4倒置于整流罩壳体1内，即探空仪4的顶部位于探空仪安装座7内，并通过探空仪4的轴肩支撑在探空仪安装座7的端面，探空仪4穿过弹簧6后，其底部同轴安装在导向座3的轴向圆孔中；两个探空仪连接绳8的一端均与探空仪4的底部连接，另一端分别一一对应穿过探空仪安装座7的两个过线孔后，与仪器座10的封闭端连接；两个所述探空仪连接绳8沿探空仪4的轴线对称分布，且两个所述探空仪连接绳8长度相同。

工作原理：参见附图2-5，当火箭飞行到设定高度时进行头体分离，此时火箭处于上升段，整流罩壳体1与火箭17之间分离，在弹簧6的弹力作用下，整流罩壳体1、前固定环2、导向座3、后固定环5及连接环9组成的整体与仪器座10和探空仪安装座7组成的整体分离，进而探空仪4失去轴向约束，与整流罩壳体1发生相对运动分离，探空仪4从整流罩壳体1脱出后，在探空仪连接绳8的作用下完成姿态调转，使其顶部朝上，底部朝下；

同时，在探空仪4、探空仪安装座7、仪器座10的作用下，降落伞组件11的主伞绳13被拉直，伞衣12从伞包15内被拉出，伞衣12与伞包15之间连接的棉绳14被拉断，完成伞衣12的展开动作，伞衣12展开后，在下落过程中完成充气，探空仪4、探空仪安装座7、仪器座10和降落伞组件11组成的整体翻转，使得探空仪4的底部朝上，顶部朝下；伞衣12悬挂着探空仪4下降，完成对大气参数的测量。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。