中國科學(xué)院新一代大推力環(huán)保液體火箭發(fā)動機總裝脈動裝配生產(chǎn)線首臺產(chǎn)品通過500秒長程試車

2021年4月，中國科學(xué)院沈陽自動化研究所研制的我國首條新一代大推力環(huán)保液體火箭發(fā)動機總裝脈動裝配生產(chǎn)線首臺產(chǎn)品通過500秒長程試車。該項目是國家工信部智能制造綜合標(biāo)準(zhǔn)化與新模式應(yīng)用項目的重要研究課題，也是航天科技集團智能制造重點試點示范項目。

火箭發(fā)動機總裝脈動線是科研人員多年來在液體火箭發(fā)動機總裝領(lǐng)域研究和實踐的成果。針對發(fā)動機總裝及測試全流程存在的諸多問題，沈陽自動化所智能檢測與裝備研究室IDE 團隊?wèi){借在智能制造及機器人領(lǐng)域的深厚技術(shù)基礎(chǔ)，提出了以“并行、脈動、智能化工藝裝備、智能化管控”為特征的發(fā)動機總裝新模式。

項目團隊針對液體火箭發(fā)動機脈動式裝配與零組件并行柔性快速定制化生產(chǎn)涉及的核心難點，圍繞動態(tài)感知、實時分析、自主決策、精準(zhǔn)執(zhí)行等智能要素開展研究，制定了基于設(shè)計基準(zhǔn)下的火箭發(fā)動機裝配模式，突破了面向大質(zhì)量異形偏心構(gòu)件的自動移載及抓取、目標(biāo)點追蹤位姿調(diào)控與定位補償、導(dǎo)管虛擬定制化加工裝配等關(guān)鍵技術(shù)，基于三維掃描和虛擬裝配技術(shù)實現(xiàn)了火箭發(fā)動機大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的自決策精準(zhǔn)對接；基于復(fù)雜管型切割軌跡規(guī)劃算法，建立了基于管口及管型實測數(shù)據(jù)驅(qū)動的復(fù)雜導(dǎo)管最優(yōu)化切割裝配系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上研制完成了我國首套基于并行工程的液體火箭發(fā)動機智能脈動裝配線和導(dǎo)管柔性快速定制化生產(chǎn)線，實現(xiàn)了國家重要戰(zhàn)略型號產(chǎn)品與智能制造體系的創(chuàng)新融合。

500秒長程試車是對發(fā)動機的超極限考驗，區(qū)別于普通的50秒試車，其對產(chǎn)品可靠性要求大幅提高。通過本次試車脈動線全系統(tǒng)的創(chuàng)新性和可靠性得到了全方位驗證，意味著脈動線將應(yīng)用于正式產(chǎn)品生產(chǎn)，我國后續(xù)航天發(fā)射任務(wù)的主動力系統(tǒng)均將出自該產(chǎn)線。