双曲线二号完成一级主动段及返回段飞行控制系统与发动机联合试车

　　来源星际荣耀
　　2021年5月24日，星际荣耀双曲线二号验证型火箭圆满完成一级主动段及返回段飞行控制系统与发动机联合试车。本次试验的点火前各项流程及飞行推力变化曲线均与星际荣耀今年即将进行的双曲线二号一子级米级及公里级垂直起降飞行试验一致，验证了双曲线二号验证型火箭米级及公里级飞行试验上升段和返回段控制系统与发动机工作的匹配性，试验获得圆满成功！
　　此次试车与以往相比，首次考察了发动机摇摆与变推力两大功能联合工作的特性；首次验证了双曲线二号验证型火箭一子级米级垂直起降飞行试验的推力调节指令控制，公里级垂直起降飞行试验推力调节指令控制，以及全范围快速变推的大阶跃推力调节控制，验证了发动机以最快速度调节推力的极限工况；验证了各种工况下电气系统硬件、软件、算法及动力系统之间的匹配协调性；验证了动力系统＂变推+摇摆＂的联合控制功能；验证了飞行控制系统点火控制、发动机关机控制、预冷控制等功能。
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　　本次试车完全采用火箭控制系统进行控制，充分验证了发动机飞行状态的伺服匹配性和推力调节功能：
　　＂最强大脑＂星控一号飞控计算机 负责伺服摇摆指令的生成和数据传输；
　　星动一号发动机控制器 采集传感器信息，经推力调节算法闭环控制后，输出调节指令，完成发动机的＂油门控制＂，实现推力调节；
　　伺服控制器接收星控一号的伺服控制指令，驱动伺服机构完成发动机摇摆控制；
　　推力调节机构实现发动机变推力的阀门开度调节。
　　为实现更加接近真实垂直起降飞行试验工况的模拟仿真，需要突破四大难关：
　　1.掌握复杂变推指令曲线：
　　此次试车验证了米级飞行试验推力调节指令曲线、公里级飞行试验推力调节指令曲线和全变推范围的阶跃推力调节指令曲线，这是一组多功能组合、工况复杂、动态特性要求高的推力调节指令，对推力调节准确性和系统的动态特性要求极高。
　　2.实现基于扫频的发动机摇摆指令控制：
　　本次试车进行了发动机伺服热试车状态的扫频测试，包括零偏扫频和偏置扫频，对真实带载情况下的伺服动态特性进行了测试，覆盖了低频到高频的伺服驱动摇摆控制。
　　3.完成复杂的故障诊断：
　　为了应对试车各种故障，确保产品安全和试车台的安全，针对推力调节系统、伺服系统和电气系统近30种故障模式进行了诊断和处理算法设计，实现了紧急情况箭上控制系统全自动关机和意外情况试车台手动关机备保的双安全冗余措施，确保了试车发动机的安全和试车台的安全。
　　4.突破全流程精确自主控制：
　　点火前，控制系统配合试车台完成加注、预冷等控制；控制系统接收到试车台时统信号后，自主进行阀门开度控制、阀门控制和点火控制；点火后，按伺服指令、推力调节指令进行发动机摇摆控制和推力调节；试车结束时，根据时间要求，自主实现关机控制。
　　总而言之，本次试车流程十分复杂、故障诊断的工况多、控制环节多、时序控制精度要求高，对电气系统、发动机的控制挑战压力很大，和真实飞行工况已基本一致。
　　星际荣耀技术团队通过长期的数学仿真验证、半实物仿真验证，以及试车前与试车台的综合匹配测试，对各种紧急关机、正常试车功能进行了全面的测试，验证了接口的匹配性、软件的正确性和硬件系统工作的稳定性。此外，团队还制定了应急预案，以应对各种可能发生的意外情况。
　　本次试验流程、控制算法、硬件均与真实飞行试验相同，全面考核了电气系统和发动机的各项功能和匹配性，完成了真实飞行工况的模拟考核，为可重复使用运载火箭双曲线二号的一子级米级、公里级、百公里级垂直起降飞行试验进一步奠定基础。