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氢氧火箭发动机组件研制阶段可靠性技术综述

2021-04-22郑孟伟

火箭推进 2021年2期

王 博,蒋 平,赵 骞,郑孟伟

(1. 国防科技大学 系统工程学院,湖南 长沙 410073;2.国防科技大学 信息通信学院,陕西 西安 710106;3. 北京航天动力研究所,北京 100076)

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氢氧火箭发动机作为火箭系统的“心脏”,必须具备高可靠性,否则将会导致火箭发射失败,威胁人员安全,造成不可估量的严重损失。如果能在研制阶段准确评估发动机可靠性,尽早发现发动机的薄弱环节,就能够避免通过试车暴露问题—返工—再试车的恶性循环,从而保证研制进度、节省研制经费。目前,我国已启动重型运载火箭与火星探测等一批新的重大科技项目和重大工程,多种型号氢氧火箭发动机的研制也在同步推进,如何保证研制出的型号具备高可靠性也备受关注。

氢氧火箭发动机的可靠性很大程度上取决于对其有重要影响的关键组件的可靠性。在研制阶段,从失效机理和故障模式入手,保证涡轮泵、推力室、阀门等重要组件的可靠性,自下而上提高系统可靠性是保证氢氧火箭发动机可靠性的有效途径。同时,从组件到系统都会开展试验来验证其可靠性,试验能够提供可靠性评估所需要的数据。因此,基于研制阶段的试验数据进行可靠性评估,根据评估结果查找薄弱环节,改进设计,也是保证氢氧火箭发动机可靠性的重要途径。

本文对目前国内外氢氧火箭发动机可靠性技术相关研究进行综述,第2节总结了基于涡轮泵、推力室、阀门、密封件等关键部件失效机理的可靠性工作方法;……

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