為了論證動力冗余技術(shù)對全箭可靠性提升的作用以及采用動力冗余技術(shù)的必要性,通過介紹蘇聯(lián)N-1火箭、美國土星系列火箭、航天飛機(jī)以及法爾肯系列火箭動力冗余應(yīng)用的情況,針對"多臺數(shù)、小推力"的情況,提出了單臺發(fā)動機(jī)故障引起系統(tǒng)故障的故障風(fēng)險系數(shù)以及在執(zhí)行動力冗余策略過程中失效的冗余風(fēng)險系數(shù),分析了在故障風(fēng)險系數(shù)和冗余風(fēng)險系數(shù)下,采用動力冗余技術(shù)對系統(tǒng)可靠性的影響。 

【文章來源】：導(dǎo)彈與航天運(yùn)載技術(shù). 2020,(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

6臺冗余1臺策略下ε1、ε2對動力系統(tǒng)可靠性影響（Q=0.985)

本文對ε1和ε2進(jìn)行全域值研究，在實(shí)際工程應(yīng)用中，雖然單臺發(fā)動機(jī)發(fā)生擴(kuò)散性故障和控制執(zhí)行失效的概率根據(jù)不同型號各異，但都比較低，應(yīng)用動力冗余技術(shù)對全箭可靠性提升有明顯效果。隨著運(yùn)載火箭技術(shù)的不斷提高，特別是電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展以及新材料和新工藝的不斷應(yīng)用，運(yùn)載火箭的發(fā)動機(jī)水平、傳感器精度、測量和控制技術(shù)等都取得了很大的進(jìn)步。發(fā)動機(jī)單機(jī)引起系統(tǒng)故障的故障風(fēng)險和冗余策略執(zhí)行失效的風(fēng)險也會越來越低。這也是N-1火箭在20世紀(jì)60年代4次發(fā)射均未成功，而法爾肯系列火箭成功實(shí)施動力冗余技術(shù)的原因之一。4 結(jié)論

土星五號火箭一級采用5臺F-1發(fā)動機(jī)，由于F-1發(fā)動機(jī)推力太大，不具備動力冗余的能力，而其二級安裝了5臺J-2發(fā)動機(jī)（見圖1），一定條件下具備動力冗余能力。在土星五號發(fā)射阿波羅13號時，由于POGO振動引起二級中心發(fā)動機(jī)提前2 min關(guān)機(jī)，依靠外圍的4臺發(fā)動機(jī)，土星五號將阿波羅13號送入了190 km的地球停泊軌道[7]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]載人運(yùn)載火箭技術(shù)回顧與展望[J]. 張智.  宇航總體技術(shù). 2018(02)
[2]重型運(yùn)載火箭總體技術(shù)研究[J]. 張智,容易,秦曈,孫冀偉.  載人航天. 2017(01)
[3]一次性運(yùn)載火箭飛行失利量化分析研究[J]. 鄭立偉,秦曈,何巍,龍樂豪.  導(dǎo)彈與航天運(yùn)載技術(shù). 2016(02)
[4]運(yùn)載火箭動力冗余技術(shù)[J]. 張智,容易,鄭立偉,宋強(qiáng).  載人航天. 2013(06)
[5]國外月球探測運(yùn)載火箭故障分析[J]. 丁文華.  國際太空. 2007(09)
[6]50年來全球航天運(yùn)載器的可靠性[J]. 李海波.  強(qiáng)度與環(huán)境. 2007(02)
[7]美國航天飛機(jī)故障一覽[J]. 宗言.  中國航天. 2003(05)



本文編號：3588340