記者28日從中國航天科技集團(tuán)一院獲悉，該院所屬702所近日圓滿完成我國新一代載人運(yùn)載火箭多機(jī)并聯(lián)靜動(dòng)聯(lián)合試驗(yàn)，有力支撐了該型火箭研制順利轉(zhuǎn)入初樣研制階段。
本次試驗(yàn)是驗(yàn)證新一代載人運(yùn)載火箭多機(jī)并聯(lián)、箱底傳力關(guān)鍵技術(shù)的重要試驗(yàn)，是型號(hào)轉(zhuǎn)入初樣研制階段的標(biāo)志性工作。702所所長王曉暉表示，該試驗(yàn)的圓滿完成標(biāo)志著我國首次突破大載荷靜動(dòng)聯(lián)合試驗(yàn)技術(shù)，是試驗(yàn)方法和試驗(yàn)?zāi)芰Φ闹匾獎(jiǎng)?chuàng)新，為新一代載人運(yùn)載火箭采用多臺(tái)大推力發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)技術(shù)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
“這是我國力學(xué)試驗(yàn)領(lǐng)域迄今為止開展的規(guī)模最大、技術(shù)難度最高、試驗(yàn)過程最復(fù)雜的試驗(yàn)。”702所副總設(shè)計(jì)師朱曦全介紹，試驗(yàn)需要突破在實(shí)際飛行工況下多臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的靜態(tài)推力和振動(dòng)載荷聯(lián)合加載，涉及振動(dòng)彈性邊界模擬、近千噸靜載彈性加載、大靜載下的多機(jī)聯(lián)合多維振動(dòng)控制和加載等關(guān)鍵試驗(yàn)技術(shù)。
新一代載人運(yùn)載火箭基礎(chǔ)級(jí)模塊直徑為5米，安裝多臺(tái)120噸發(fā)動(dòng)機(jī)。朱曦全說，大推力發(fā)動(dòng)機(jī)多機(jī)并聯(lián)技術(shù)是我國運(yùn)載火箭首次采用，帶來了復(fù)雜結(jié)構(gòu)的靜力和動(dòng)態(tài)力耦合作用及在聯(lián)合載荷作用下的非線性傳遞問題，是新一代載人運(yùn)載火箭需要深化攻關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)之一。為分析解決該問題，驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的有效性，技術(shù)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)實(shí)施了我國首次多機(jī)并聯(lián)靜動(dòng)聯(lián)合試驗(yàn)。
自2019年起，702所同相關(guān)單位論證確定試驗(yàn)技術(shù)方案。團(tuán)隊(duì)依據(jù)方案，相繼突破了試驗(yàn)所需各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，于今年研制出由28套50噸油氣支撐系統(tǒng)、多套20噸感應(yīng)式振動(dòng)臺(tái)和1套1000噸振動(dòng)彈性邊界系統(tǒng)組成的靜動(dòng)載荷聯(lián)合加載試驗(yàn)系統(tǒng)。
試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人侯京鋒介紹，4個(gè)油氣支撐系統(tǒng)和1個(gè)感應(yīng)式振動(dòng)臺(tái)構(gòu)成了一套靜動(dòng)聯(lián)合激勵(lì)系統(tǒng)，可以模擬一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)對火箭結(jié)構(gòu)的激勵(lì)。多套系統(tǒng)就能夠模擬多臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)對火箭的激勵(lì)載荷。該試驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜，涉及多個(gè)分系統(tǒng)。團(tuán)隊(duì)集智攻關(guān)，對方案及分系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)層層迭代，攻克多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，將復(fù)雜的技術(shù)方案變成工程現(xiàn)實(shí)。
針對靜動(dòng)聯(lián)合加載試驗(yàn)技術(shù)難度大的問題，技術(shù)人員開展了虛實(shí)結(jié)合試驗(yàn)方法研究，通過數(shù)字流程仿真和虛擬試驗(yàn)確保了試驗(yàn)方案一次成功。試驗(yàn)負(fù)責(zé)人畢京丹介紹，數(shù)字化流程仿真技術(shù)有效指導(dǎo)了試驗(yàn)虛擬安裝過程，并對試驗(yàn)產(chǎn)品和試驗(yàn)系統(tǒng)裝備的裝配和調(diào)試過程進(jìn)行了優(yōu)化、檢查與驗(yàn)證。
此外，多部段聯(lián)合、復(fù)雜邊界和環(huán)境下的結(jié)構(gòu)承載能力，以及載荷傳遞規(guī)律和結(jié)構(gòu)響應(yīng)，均存在未知的科學(xué)機(jī)理問題。試驗(yàn)分系統(tǒng)負(fù)責(zé)人楊蓉介紹，試驗(yàn)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新采用實(shí)物試驗(yàn)與虛擬試驗(yàn)相結(jié)合的數(shù)字化試驗(yàn)驗(yàn)證思路，以實(shí)測試驗(yàn)數(shù)據(jù)修正仿真計(jì)算模型，以修正后的虛擬模型識(shí)別一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的薄弱環(huán)節(jié)，進(jìn)而獲得真實(shí)工作條件的載荷和環(huán)境條件，再通過仿真驗(yàn)證尾艙結(jié)構(gòu)承載能力，對復(fù)雜結(jié)構(gòu)傳力和響應(yīng)規(guī)律作出評(píng)估。（許諾 記者付毅飛）