2018年11月，九州云箭“凌云”液氧甲烷火箭发动机推力调节系统圆满完成首轮半实物仿真试验，对发动机推力控制器、调节阀驱动器、电动调节阀等变推力核心组件进行了系统级测试，对推力调节控制系统与发动机系统的工作匹配性、控制驱动器的功能适应性以及控制逻辑的合理性等进行了全面验证。本轮半实物仿真试验的完成，是半实物仿真技术在国内泵压式液体火箭发动机领域的首次突破，为变推力发动机的研制奠定了坚实的基础。

半实物仿真试验现场

通过本次半实物仿真试验取得了以下成果：

• 发动机控制和电机驱动采用一体化集成设计方案，大大简化了系统、降低了控制系统重量；

控制驱动器

• 具有自主知识产权的低成本电动调节阀，突破了电动调节阀高压动密封、快速响应、抗振动冲击等关键技术； 

电动调节阀

• 电机驱动及发动机变推控制软件自主开发，实现核心技术自主可控；
• 可适应火箭总体要求的多种控制算法，根据火箭不同的任务需求选择；
• 满足实时性和计算精度要求的发动机半实物仿真模型。

        火箭可回收技术是降低发射成本的重要途径，以美国SpaceX和BlueOrigin为代表的商业航天公司均大力发展火箭可回收技术，通过火箭部分回收复用大幅降低了发射成本。火箭要实现可回收，动力系统至少要突破两个关键技术：一是发动机多次点火起动技术，火箭在返回过程中通过发动机多次点火等措施进行弹道控制，返回至预定着陆地点；二是发动机深度推力调节技术，在火箭返回降落过程中通过发动机变推力实现火箭减速过程控制，满足火箭安全着陆速度要求。九州云箭 “凌云”液氧甲烷发动机在设计之初以重复使用为核心设计理念，对标国际先进水平，发动机具备数十次起动能力、推力能在30%-100%范围内实现无级可调。

        推力调节系统半实物仿真试验是九州云箭继火炬式电点火器试验、发动机副系统变推力长程试验后，围绕低成本可重复使用的商业运载动力系统核心技术开展的又一项验证试验。半实物仿真试验的完成，表明九州云箭突破了泵压式液体火箭发动机深度变推力技术中的控制瓶颈，初步掌握了实现运载火箭回收、动力系统复用的发动机推力控制技术，为后续发动机深度变推力技术的整机热试验验证等工作打下了坚实的基础。

关于半实物仿真：

      半实物仿真起源于航空领域，已发展20余年，目前在工业界已广泛应用。它是把部分数学模型和实际设备联系在一起运转，组成仿真系统。通过半实物仿真试验，一是可以避免一些不能完全、准确用数学模型描述的系统建模带来的仿真误差，解决了数学仿真解决不了的问题，并且可以在互相补充的情况下更充分地发挥数学仿真的作用；二是在组件产品研制阶段即可开展系统级仿真测试，降低组件配套系统的风险，可显著提高产品迭代速度，缩短产品研制周期和降低研制风险，因此在控制系统仿真中，半实物仿真是必不可少的一个重要环节。

半实物仿真示原理示意图