[发明专利]一种空间轨控发动机可靠性评估方法

权利要求书

1.一种空间轨控发动机可靠性评估方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤1、根据型号任务需求和发动机产品特点，提出一种空间轨控发动机设计方案，发动机包括推力室、阀门和摇摆机构，推力室包括喷注器头部、再生冷却身部和喷管延伸段，摇摆机构包括安装支架、摇摆组件；

步骤2、识别出发动机可靠性薄弱环节，包括易出故障的环节、测试不完全覆盖的环节、对质量和性能构成潜在的危险的环节，发动机开机时，推进剂充填导致喷注器头部焊缝单向承压，多次启动工况引起喷注器头部焊缝疲劳失效，喷注器头部焊缝失效会引起氧化剂和燃料接触，喷注器头部焊缝是对发动机质量和性能等构成潜在的危险的环节；

步骤3、针对发动机薄弱环节开展专项可靠性试验，设计发动机薄弱环节试验件，制定详细的发动机薄弱环节试验方法，开展具体的发动机薄弱环节专项可靠性试验，若发动机薄弱环节专项可靠性试验无法通过验证，须返回步骤1，重新提出一种空间轨控发动机设计方案；

根据发动机产品喷注器头部焊缝的焊缝结构尺寸及焊接技术要求，设计焊接结构完全一致的喷注器头部焊缝试验件，采用3套喷注器头部焊缝试验件进行压力循环试验，试验件上的管嘴与液压台连接，压力上升至4.2MPa，保压5s后卸除压力，循环333次，间隔时间5s，液压试验结束后，未见试验件存在变形或破坏；

步骤4、对薄弱环节的可靠性进行评估，选用合适的可靠性评估模型，确定合适的可靠性特征量，以步骤3的试验数据给出对应置信度的发动机薄弱环节可靠性评估结果，若评估可靠度结果大于0.9999，即可认为发动机薄弱环节已充分考核验证，发动机薄弱环节可靠度达到1；

步骤5、开展发动机整机可靠性验证工作，发动机可靠性验证融入到发动机设计方案验证试验和环境验证试验中，以尽量减少试验次数和试验子样数，空间轨控发动机试验验证是一个循序渐进的过程，发动机整机可靠性验证过程包括设计方案地面试车、设计方案高空试车、鉴定级力学环境试验后地面试车、鉴定级力学环境试验后高空试车、可靠性地面试车、批抽检试车，若发动机整机可靠性试车无法通过验证，须返回步骤1，重新提出一种空间轨控发动机设计方案；

根据发动机整机可靠性试验情况统计，发动机可靠性子样共7个，发动机累计工作时间20140s，发动机累计工作次数590次；

步骤6、对发动机可靠性进行评估，选用威布尔分布模型，选取形状参数，以发动机累计工作次数为主要特征量，以累计工作时间为次要特征量，结合步骤5的试验数据，给出对应置信度的发动机可靠性评估结果；

采用威布尔分布模型，选取形状参数m为3.0，置信度为0.7，以发动机累计工作次数20次为主要特征量，以累计工作时间800s为次要特征量，结合步骤5的试验数据，给出可靠性评估结果。