火箭地面试验从“有线”变“无线” 效率提高10倍

发布时间 : 2018-03-09     来源 : 中国运载火箭技术研究院新闻中心


  每次地面试验,测试人员几天前就开始安装传感器,箭体表面密布着线缆……这样的场景将永不再现。
  中国运载火箭技术研究院702所成功研制出航天级小型无线传感器,改变了传统试验模式,使地面试验实现了从“有线”到“无线”的跨越,试验效率提升了10倍以上。

 
地面试验曾受制于“线”

 
  火箭地面试验时,为了获取有关温湿度、加速度、形变、位移等信息,需在箭体表面粘贴传感器。
  702所小型无限传感器项目负责人孙海波介绍,以前,地面试验多采用有线传感器。一次试验,要安装上百个传感器,用时近一个月。每个传感器背后都拖着一根电缆,万一出现故障,排查也十分繁琐。孙海波说:“比如有的试验件在试验时需要旋转,拖着线缆做试验难以实现。”

 
无线传感器:小身材  大容量

 
  2016年年底,702所成功研制出航天级小型化无线传感器。
  无线传感器采用一体化设计,集信号采集、发射、存储单元和电池于一体,摆脱了线缆的束缚,体积小、重量轻,可靠性更高。以测量加速度的传感器为例,它重量不足40克,体积不到一个戒指盒的大小,安装十分方便。
  孙海波说:“像火箭大型地面试验,与以往动辄数十天的布线时间相比,它只需几天就能安装完毕,效率提高了10倍左右。”
  无线传感器的测量精度达微秒级,能够敏锐察觉到细小的参数变化。在大型地面试验中,数百个传感器同时测量,它们动作的一致性称为“同步精度”。小型无线传感器的同步精度缩短至20微秒,远低于某国外产品50微秒的水平。
  由于功耗低,无线传感器可持续工作40小时。设计人员还在其内部增加了一个CPU,使它能够更加智能地适应环境,改变自身工作模式。如无需发射信号时,它会自动进入“静默模式”,节约用电,最长可待机半年。
  与国外同类型产品相比,702所研制的无线传感器也具有绝对的优势,体积约是前者的三分之一,“脑容量”却是其百余倍。在复杂、恶劣的环境中,它也能稳定工作。

 
空、地用途多样化

 
  目前,702所已形成加速度、应变、角速率、温湿度等多个系列的无线传感器产品。
  作为测试领域的明星产品,无线传感器已成功应用于火箭模态试验、火箭海上运输试验、“神舟”飞船运输试验、风机叶片模态试验、过山车等特种装备安全测试等,试验效率和测量精度大幅提升。
  孙海波介绍,前不久,无线传感器相继进入航空和桥梁领域,成功用于飞机试飞试验和桥梁检测与模态服务项目,受到用户一致肯定。未来,他们有信心将产品推向更大的市场,让更多的用户享受到高效、便捷的服务。

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