[实用新型]一种液体火箭动力系统试车装置

说明书

本实用新型公开一种液体火箭动力系统试车装置，用于具有着陆支架的动力系统部段，该装置包括多个地脚固定单元、配重单元、发动机控制单元、数据采集测量单元和分析单元；其中，多个所述地脚固定单元分别用于承接固定所述着陆支架的各支脚，所述配重单元设置在所述着陆支架上和/或动力系统部段的内部，所述发动机控制单元用于控制发动机的启停操作，所述数据采集测量单元用于采集动力系统部段的试车状态参数，所述分析单元根据所述数据采集测量单元采集的试车状态参数和预设条件进行数据分析，以获得分析结果。应用本方案，在获得良好考核效果的基础上，可有效降低试车成本。具有较好的应用前景。

技术领域

本实用新型涉及火箭试车技术领域，具体涉及一种液体火箭动力系统试车装置。

背景技术

在液体火箭动力系统研制初期阶段，要经过动力系统试车进行系统设计正确性的确认，包括各子系统之间工作的匹配性和产品质量控制方法的适用性等，以验证产品的可靠性。因此，动力系统试车是动力系统产品交付液体火箭总装之前重要的考核、验证环节。

众所周知，对于液体火箭动力系统试车来说，由于推进剂为液体介质，动力系统部段需要在试车时处于垂直状态，发动机位于部段下方，以利于推进剂的正常输送。现有技术中，液体火箭动力系统试车技术还处于发展阶段，主要包括两种典型的动力系统试车方案。

一种是火箭在发射台上开展的静态点火试验，如SpaceX公司的发射台静态点火试验，将完成总装的火箭置于火箭发射台上进行相应的试车测试。受其具体实现方式的限制，该试车方案存在以下不足：

1)是在火箭完成总装条件下进行的，一旦发生危险，损失较为巨大，对产品的成熟度要求更高，适用于产品成熟应用阶段；也就是说，该试车方案无法适用于产品研发阶段。

2)此外，该方案所用发射台的建设需要更大的资金投入。

另一种是是按传统模式在试车台上开展的动力系统试车，动力系统部段通过试车台保持垂直姿态竖立，并通过专门的接口与塔架连接并固定。该方案提供了多层工作平台，功能上可以支持大型火箭的动力系统试车。然而，受试验台自体结构的限制，存在以下不足：

1)试车台对力学振动环境的影响较大，影响考核效果。

该动力系统试车台为了承载、固定动力系统部段，通常自身设计比较厚重，具有比较稳固的特点，但是可能存在裕度过大的问题。过于厚重则存在改变动力系统工作时原有力学振动环境分布的情况，或者削弱力学环境振动量级，上述情形将对试车考核效果产生影响，使得本该在试车中暴露的问题变得轻微而被忽视。显然，上述诸如力学环境方面的故障隐患带入火箭的实际飞行试验中，导致更严重的后果。

2)试车台接口关系复杂，影响考核效果。

除了正常的承力接口结构外，供气供液、测试等方面也要依赖试车台保障，导致接口过多。不仅增加了试验工艺的复杂性和协调的难度，而且有可能改变了产品本来的状态，减弱了考核的效果。

3)试车准备环节增加，试车周期延长。

试验流程设计上涉及试车台的自检过程、产品与试车台的对接环节，而且，产品在与试车台对接后增加了产品与试车台的全系统匹配测试，以确认诸多接口的匹配性、正确性；以及产品在上台后的状态是否正常(产品对台过程中可能对产品本身状态造成影响)，导致试车周期大幅增加。

4)建设投入巨大。

该试车台的建设投入资金需求达到上亿元，同时建造周期也要在一年以上，无法适用于初创的商业航天企业。

有鉴于此，亟待另辟蹊径针对现有液体火箭动力系统试车技术进行优化，以有效兼顾考核效果及试车成本。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种液体火箭动力系统试车装置，在获得良好考核效果的基础上，可有效降低试车成本。