氫氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)組件研制階段可靠性技術(shù)綜述

王 博，蔣 平，趙 騫，鄭孟偉

(1. 國(guó)防科技大學(xué) 系統(tǒng)工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410073；2.國(guó)防科技大學(xué) 信息通信學(xué)院，陜西 西安 710106；3. 北京航天動(dòng)力研究所，北京 100076)

0 引言

氫氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)作為火箭系統(tǒng)的“心臟”，必須具備高可靠性，否則將會(huì)導(dǎo)致火箭發(fā)射失敗，威脅人員安全，造成不可估量的嚴(yán)重?fù)p失。如果能在研制階段準(zhǔn)確評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性，盡早發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的薄弱環(huán)節(jié)，就能夠避免通過(guò)試車(chē)暴露問(wèn)題—返工—再試車(chē)的惡性循環(huán)，從而保證研制進(jìn)度、節(jié)省研制經(jīng)費(fèi)。目前，我國(guó)已啟動(dòng)重型運(yùn)載火箭與火星探測(cè)等一批新的重大科技項(xiàng)目和重大工程，多種型號(hào)氫氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的研制也在同步推進(jìn)，如何保證研制出的型號(hào)具備高可靠性也備受關(guān)注。

氫氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性很大程度上取決于對(duì)其有重要影響的關(guān)鍵組件的可靠性。在研制階段，從失效機(jī)理和故障模式入手，保證渦輪泵、推力室、閥門(mén)等重要組件的可靠性，自下而上提高系統(tǒng)可靠性是保證氫氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性的有效途徑。同時(shí)，從組件到系統(tǒng)都會(huì)開(kāi)展試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證其可靠性，試驗(yàn)?zāi)軌蛱峁┛煽啃栽u(píng)估所需要的數(shù)據(jù)。因此，基于研制階段的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠性評(píng)估，根據(jù)評(píng)估結(jié)果查找薄弱環(huán)節(jié)，改進(jìn)設(shè)計(jì)，也是保證氫氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性的重要途徑。

本文對(duì)目前國(guó)內(nèi)外氫氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性技術(shù)相關(guān)研究進(jìn)行綜述，第2節(jié)總結(jié)了基于渦輪泵、推力室、閥門(mén)、密封件等關(guān)鍵部件失效機(jī)理的可靠性工作方法；……