长五火箭“大动脉”上的关键阀门都是“双保险” 甚至“四保险”

发布时间 : 2017-06-23     来源 : 中国运载火箭技术研究院新闻中心

 

长五火箭

  增压输送系统就像是火箭的“大动脉”,为发动机输送推进剂和气体,从而为火箭飞行提供动力,它上面的一些关键阀门直接关系到火箭发射和飞行的可靠性,甚至是飞行成败。长征五号运载火箭(简称“长五”火箭)“大动脉”上的关键阀门都实现了“双保险”,甚至是“四保险”,为火箭成功飞天筑牢根基。
  增压输送系统顾名思义有两个重要使命:增压和输送。所谓增压就是为火箭贮箱增压,在压力的作用下,推进剂按照指定的流速流向发动机。输送,就是将贮箱内的推进剂输送到发动机,为其提供燃料。
  阀门是火箭“大动脉”上的常见单机,增压阀和补压阀是其中两类非常关键的阀门,直接影响发射成败。增压阀负责为贮箱增压,当它出现异常时,贮箱内压力不达标,正常的发射流程就无法继续。补压阀负责在火箭飞行过程中,不断向贮箱内补充高压气体,它出现故障时,就会影响到发动机的燃料供应,进而影响飞行可靠性。
  设计人员对这些关键的单机进行了冗余设计,通过增加备份件,给它们上了“双保险”,甚至是“四保险”。即便其中一个阀门出现了故障,其他的阀门也能保证“大动脉”正常“供血”。
  增压输送系统设计师李德权介绍说,这些阀门不仅要备份,而且要在火箭发射前,经过层层严格的测试。然而,以前,这些阀门仅在总装阶段实现了逐个测量,在出厂及发射场时,它们是作为整个模块同步工作的,无法逐一测量,无法发现潜在的风险。
  “比如有2个互为冗余的阀门,如果总装的时候没问题,出厂或者在发射场,其中一个发生了故障,那么实际上相当于还是只有一个阀门在工作,冗余功能就失效了,失去它原有的意义了。”
  要想避免这类问题的发生,就必须提高阀门的测试覆盖性,确保每一个阀门都安全、可靠。为此,设计人员创新性地在冗余阀门中间增加了测试管路和测试口,使每一个单机都可检、可测,实现了出厂及发射场测试全覆盖,确保“双保险”“四保险”的有效性。
  “这样一来,测试实现了全覆盖,冗余功能的有效性得到了确认,对于提高火箭发射和飞行的可靠性意义重大,我们心里也更放心了。”李德权说。

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