火箭“供血”如何保通畅、保稳定可靠?

发布时间 : 2017-07-27     来源 : 中国运载火箭技术研究院新闻中心

  推进剂输送系统犹如火箭的“大动脉”,它在火箭起飞后,通过增压控制,源源不断地为火箭飞行输送燃料,被形象地称为火箭的“供血”系统。推进剂贮箱压力过低,发动机“供血”不足;压力过高,贮箱结构会破损。就像人类一样,血压过低过高都可能致命。那么,火箭是如何确保更加稳定、可靠“供血”的呢?中国运载火箭技术研究院控制系统主任设计师胡海峰介绍,火箭点火升空后,燃料迅速消耗,推进剂贮箱内的压力迅速下降。因此,火箭增压控制的安全可靠程度,一直是各国火箭研制关注的焦点。
  据介绍,长征七号火箭(以下简称“长七”火箭)飞行中,这项技术又实现了重大突破。长七火箭增压控制不但更加安全可靠,而且更加智能。采用这项技术,设计人员可以根据每次任务的特点选择合适的压力参数,即便在最恶劣的条件下,也能够保证推进剂供应可控,不会有“血栓”“大出血”等重大“疾病”的出现。

  “火箭在飞行过程中,压力是不断变化的。因此,我们通过数字压力传感器实时获取火箭贮箱压力,通过闭环控制保证火箭‘供血’既畅通无阻又恰到好处。”胡海峰说,这被称作“全数字变参数闭式增压控制”。
  “所有的压力传感器、增压控制器、控制阀门都进行了冗余设计,并考虑了多度故障下的备保增压控制方案。”胡海峰说,这还是控制系统首次参与火箭增压输送系统的设计。
  通过标准化的硬件配置,配以不同的控制参数,保证了火箭不同部段在不同时刻、不同压力下的飞行安全,使长征火箭增压控制的安全可靠指数又提升了一个量级。
  “而且,火箭起飞前,我们还能够在地面对火箭‘供血’情况进行全面的‘体检’,避免火箭带隐患飞行。”胡海峰说。

  目前,长七火箭采用的这项增压控制技术,可与美国主流火箭的技术相匹敌,达国际先进水平,后续还将在我国更多的新一代运载火箭上应用。

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