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星际荣耀:“焦点一号”可重复使用液氧甲烷发动机完成模拟试车

2021-04-28 11:43
快科技
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4月27日,中国民营航天企业星际荣耀宣布,“焦点一号”可重复使用液氧甲烷发动机已于4月26日顺利完成500秒飞行模拟试车,获得圆满成功。

本次试车,成功考核了箭上电气控制系统与焦点一号发动机的匹配性,特别是星际荣耀自研的发动机控制器“星动一号”,适配焦点一号发动机的所有软硬件接口,时序指令动作准确,发动机推力调节精准顺滑。

本次试验由箭上控制系统按预定流程,对发动机所有时序和工作过程进行控制,包括推力调节,标志着箭上电气系统和动力系统实现精确配合,为下一步的垂直起降试验奠定了基础。

以往试车状态相比,此次试车包括燃气发生器点火、推力室点火、相关阀门控制在内的所有时序控制,均由双曲线二号火箭的电气系统负责,发动机按照主动段飞行和返回段飞行的推力包络要求,在100%→50%→100%推力范围内连续稳定工作。

至此,双曲线二号火箭电气系统对焦点一号发动机的完整控制能力得到验证,具备了参加飞行试验的条件。

与传统火箭发动机控制相比,可重复使用变推力发动机对控制提出了更高要求:

一是对参数监测要求更高。

火箭发动机要想实现重复使用,必须对发动机参数进行精确、可靠测试,判断发动机状态良好,才能再次投入使用,推力调节也必须依赖参数进行闭环控制。

二是对控制系统可靠性要求更高。

此次试车包括推力调节控制、发动机时序控制两大方面,涉及传感器采集、推力调节控制算法、推力调节控制器、推力调节机构、发动机阀门控制、发动机点火、关机控制等,技术状态复杂,可靠性要求极高。

成功完成此次试车推力调节控制和发动机时序控制任务的,是星际荣耀自主研发的、针对液体火箭发动机进行高效控制的智能“大脑”——“星动一号”。

作为焦点发动机的“控制中枢”,星动一号分功能模块设计,采用交叉冗余的重构型设计架构,能够实现发动机的启动关机控制、时序控制、连续可变推力调节、摇摆、遥测量采集、故障诊断、快速检测与智能维护等功能。

在发动机试车过程中,星动一号能够准确控制发动机各个时序及各个阀门动作,精确地控制发动机的推力及摆动,全面测量发动机各项参数并进行健康监测、故障诊断及最优管理,使发动机达到各种设计工况并工作在最佳状态。

基于星动一号这一核心控制设备,星际荣耀电气控制技术团队针对各种故障模式进行了全面、细致的半实物仿真,对恶劣工况下系统的设计裕度进行了多轮复核;

进行了多轮综合试验,并在试车台上开展了48小时拷机试验、应急流程合练及测试,对系统进行了全面考核;

针对关键时序,公司电气控制团队和动力设计团队对设计结果进行独立确认,对试验数据进行背靠背判读,以确保试车结论全面、稳定、真实,测试有效。

本次试车成功验证了焦点一号发动机与控制系统特别是星动一号的匹配性,考核了真实负载和真实热、力工况下发动机控制系统的适应性,对焦点一号发动机预冷时序控制、启动控制、关机控制、回收处理、信息采集、推力调节控制、故障诊断等全流程工作环节进行了全面真实的考核,为可重复使用运载火箭双曲线二号的一子级米级、公里级、百公里级垂直起降飞行试验进一步奠定了坚实的基础。

可重复使用火箭:星际荣耀新发动机完成模拟试车

着陆装置示意图

可重复使用火箭:星际荣耀新发动机完成模拟试车

着陆装置静力试验示意图

来源:快科技

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