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推力调节系统介质试验 喷管通过打压考核

【概要描述】2019年3月,九州云箭①推力调节系统完成介质试验考核,②推力室喷管通过了打压试验考核,凌云发动机研制又迈出了坚实的一步。

推力调节系统介质试验 喷管通过打压考核

【概要描述】2019年3月,九州云箭①推力调节系统完成介质试验考核,②推力室喷管通过了打压试验考核,凌云发动机研制又迈出了坚实的一步。

  • 分类:新闻中心
  • 发布时间:2020-07-07 14:43
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       2019年3月,九州云箭①推力调节系统完成介质试验考核,②推力室喷管通过了打压试验考核,凌云发动机研制又迈出了坚实的一步。
       液体火箭发动机适合应用于商业航天市场的一个大前提,就是要具备回收及复用能力,通过回收复用,将发射成本一步步降低,才能逐步实现商业化应用。凌云发动机在设计之初,就瞄准了可回收、可重复使用的商业航天需求,在充分论证后将凌云发动机的推力调节范围确定为30%~100%。而实现推力大范围调节的关键一环,就是推力调节阀系统,通过阀门开度无级可调,实现发动机的介质流量控制,让发动机在30%~100%范围内任意改变推力,实现火箭的回收,可以说,泵压式液体火箭发动机的推力调节阀及调节技术,绝对是一项黑科技。

       本次试验对推力调节阀的控制特性、流通特性以及推力调节系统的控制逻辑进行了考核,较全面验证了设计方案的合理性,变推控制逻辑的适应性,以及控制器测量采集系统的匹配性。推力调节系统顺利通过介质试验考核,标志着九州云箭已经自主突破了发动机推力深度调节的又一项关键环节。后续,将对推力调节控制逻辑进行持续优化改进,继续利用半实物仿真、介质试验等多种手段进行推力调节系统的可靠性考核,以尽可能降低变推系统给发动机带来的潜在技术风险。

介质试验压力闭环调节曲线

       液体火箭发动机喷管的作用是将高温高压燃气膨胀加速后向外喷出,从而产生反作用力,是发动机产生推力的最后一环。工程上为降低制造难度,一般在推力室喉部下游(扩张面积比5~8处)将推力室结构一分二:短喷管推力室+喷管延伸段两部分,两部分结构可采用焊接或者法兰连接方式连接。

       为提高在商业航天市场中的技术适应性,九州云箭凌云发动机的喷管延伸段在方案阶段经过详细调研论证,确定采用内外壁双层结构,这一方案相比管束式结构能够较大幅度降低制造难度和成本,同时国内民营企业也具备实现条件。凌云发动机喷管延伸段设计为再生冷却方案,采用相对较为简单可靠的铣槽夹层焊接工艺,与短喷管推力室采用法兰连接,利于研制早期的快速迭代,延伸段可靠性经过充分考核后,再改为焊接方式与推力室连接,进一步降低结构重量。作为九州云箭在民营航天制造体系内的一项新的探索和尝试,凌云发动机这台喷管延伸段,在研制过程中克服了设计与工艺等方面一系列的困难,最终顺利突破了喷管内外层的高效焊接工艺。凌云发动机首台喷管延伸段成品顺利通过打压试验考核,证明了九州云箭在大尺寸薄壁件夹层焊接方案中的设计合理可行,制造工艺可靠,后续这一方案将应用于更大面积比的喷管设计与制造中。

       九州云箭成立一年多以来,九州人通过不断的创新与实践,一项项点亮液氧甲烷火箭发动机科技之树。我们用技术与汗水辛勤浇灌,希望在中国航天人的不断努力下,液氧甲烷火箭发动机科技树能够不断吸取养分,茁壮成长,扎根于军民融合的肥沃土壤之中,结出属于中国商业航天自己的丰硕果实。

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