载人航天器气动泄压阀可靠性设计与验证

气动泄压阀是载人航天器气闸舱泄压、生活舱换气的关键单机之一,其可靠性直接关系到航天员出舱活动、在轨生活保障的成败。本文对载人航天器气动泄压阀的可靠性设计、可靠性预计、可靠性试验以及可靠性评估技术进行了介绍,通过一系列可靠性保障措施,使气动泄压阀可靠性得到增长,在载人航天器飞行试验中得到了有效验证。     

电磁阀薄壁隔磁效果分析与试验研究

原有电磁阀组件结构加工过程复杂、生产工序多、生产周期长,导致生产效率低下。因此,开展了从结构设计上进行改进以提高电磁阀组件的工艺性及生产效率的工作。以某电磁阀组件为例,对其进行结构改进,以薄壁结构取代原先隔磁环结构。通过理论、仿真、工艺可行性分析和试验验证,证明了电磁阀组件壳体结构改进方案的可行性并可实际应用于型号产品。     

电磁阀阀体断裂故障分析及结构改进

针对某型电磁阀力学冲击后阀体断裂的问题,计算了阀体的结构强度,分析了故障原因和断裂机理。在不改变电磁阀外形尺寸和性能的前提下,提出了增加结构强度的改进措施,仿真计算结果表明改进后阀体断裂部位应力降低至原来的42,电磁阀经过力学环境试验、整机试车及飞行试验考核,阀体断裂问题得到彻底解决。研究结果表明,当阀体结构存在应力集中时,在高量级冲击条件下极易出现开裂、断裂等问题,同时外壳与阀体的连接可靠性对阀体结构强度影响较大,电磁阀设计时应重点考虑。     

一种控制装置FMEA分析及其优化

运用可靠性设计中的FMEA硬件法作为预防某控制装置不可靠工作而导致任务失败的措施和手段。针对一种控制装置的实例,对行程开关等重要器件列举其可能的故障模式,分析其故障原因及对任务造成的影响,提出了优化措施,改进控制电路。之后建立模型并采用定量计算对改进前后控制装置进行可靠性预计。可靠性预计结果和模拟故障试验验证对控制装置的改进措施是合理有效的。实践证明改进后的控制装置成功地解决了电源短路问题,其可靠性有较大提高。     

氢氧火箭发动机组件研制阶段可靠性技术综述

氢氧火箭发动机是火箭的“心脏”,必须具备极高的可靠性,才能够保证发射成功。国内外针对氢氧火箭发动机开展了大量的可靠性工作。在发动机的研制阶段,通常是按照自下而上的思路,从组件的失效机理出发,开展稳健设计和试验验证,来保证氢氧火箭发动机的高可靠性。组件的可靠性工作主要是基于失效机理开展分析、监测、试验验证和设计改进;同时组件到系统的各种试验也为可靠性评估提供了数据,通过试验数据评估组件可靠性,根据评估结果可查找薄弱环节,进而改进设计。从基于失效机理和基于试验数据两个角度对相关的可靠性技术进行综述,分析发动机组件研制阶段可靠性工作存在的问题,并提出今后组件可靠性技术的发展设想。     

高压管路快速连接件设计与应用

管路连接操作在液体火箭发动机组件液流试验中非常频繁,为了提高试验效率、降低试验过程中密封件的损耗,需要将现用的连接方式进行改进,而高压快速连接接头在国内市场并没有成品。因此,结合实际操作对液流试验用的连接接头进行了重新设计,并经过不断改进和验证,达到了快速、可靠的连接目的。     

电磁阀启闭特性非接触测量方法研究

为实现对电磁阀特性进行非接触测量,通过分析电磁阀动作时周围漏磁场的变化,设计了一种新型磁敏感器.该磁敏感器结构简单,操作方便,通过采取合理的抗干扰措施可充分降低旁磁场的影响,提高电磁阀漏磁场测量的可靠性.利用本磁敏感器对实际电磁阀的启、闭特性进行了测量.结果表明,该方法可靠性高,满足电磁阀非接触测量的需要.     

载人飞船回收着陆分系统可靠性、 安全性设计与验证

文章主要介绍了载人飞船回收着陆分系统可靠性、安全性设计准则、设计分析方法、设计措施以及试验验证等。地面试验以及飞行试验的验证表明:回收着陆分系统的可靠性、安全性设计措施有效,试验验证充分,分系统的工作可靠,可靠性和安全性均满足其指标要求。     

考虑应力-强度干涉的发动机管路设计方法

在静强度设计的基础上,根据应力-强度理论,对高压补燃液氧煤油发动机总装管路设计在考虑材料机械性能的不均匀和工作压力脉动的条件下,对动态可靠性进行了数学建模,提出了采用动态安全系数的校正方法。通过试验验证,这种方法能够保证发动机工作可靠性设计要求,为发动机管路设计提供了一种新的方法,也可以推广到其它结构件的设计当中。     

基于AMESim的直动式电磁阀动态仿真研究

介绍了直动式电磁阀的结构和工作原理,利用AMESim仿真软件,建立了基于AMESim的直动式电磁阀动态仿真模型,并进行了仿真,研究了软磁材料、励磁电压、等参数对直动式电磁阀动态响应的影响。仿真分析与试验验证比较表明,该AMESim模型较为准确地描述了电磁阀的动态特性。     

低温气动阀的人机环境可靠性评估方法

为了在液体火箭发动机试验过程中全面定量识别低温气动阀故障产生根源,针对低温气动阀可靠性分析过程的动态时变问题,首先通过引入人机环境系统工程理论,结合低温气动阀工作原理,从人机环境方面分析低温气动阀可靠性影响因素,建立基于人机环境系统工程的低温气动阀时变可靠性模型;并在此基础上,通过从人机环境范围定量分析低温气动阀的可靠度与失效率,对低温气动阀可靠性薄弱环节进行评估.最后通过具体的应用实例验证了该方法的有效性与准确性,为定量分析和改进低温气动阀可靠性提供了一种方法指导,为提高液体火箭发动机性能准确客观评价以及研制提供了支撑.     

电磁阀动态响应特性仿真研究

建立了电磁阀动态过程数学模型,包括电动气阀数学模型和气动液阀数学模型,运用Matlab/Simulink将两个模型联系起来求解,实现了诸如电流、电磁力、衔铁和活塞位移、速度以及控制腔压力、体积等参数变化的动态过程仿真,并运用此模型研究了线圈励磁电压、线圈匝数、电阻、气隙、气源压力、反力因素以及结构尺寸参数等对电磁阀响应特性的影响。     

电磁阀磁路结构对动作寿命的影响

针对某发动机电磁阀寿命故障问题,分析了电磁阀衔铁卡滞的原因,确定了由于衔铁在壳体部件腔体内上下受力不均匀,产生了扭转力矩,导致在运动过程中的局部剧烈摩擦是故障的根本原因,基于此,提出了电磁阀的改进方案,验证结果表明改进磁路结构有效解决了寿命失效问题。     

新一代运载火箭增压输送系统交叉输送技术研究

介绍了液体运载火箭和航天飞行器推进剂交叉输送技术的概念。分析了贮箱间和管路间两种交叉输送系统的原理和工作特点，以及国外如美国第二代航天飞机、三级并联火箭飞行器、宇宙神运载火箭，以及欧空局阿里安4LP运载火箭采用的交叉输送技术。阐明了交叉输送连接器和交叉增压等关键技术。对所研制的蝶型活门进行的气动螺栓分离和气动分离，以及以水为介质的交叉输送系统小比例系统试验结果表明，两种分离方案均能实现可靠分离，系统工作正常。推进剂交叉输送技术可用于改善捆绑式运载火箭和航天飞机的布局和性能。     

电磁阀滑动副的设计参数灵敏度分析与可靠性研究

分析了电磁阀的组成和功能,给出了电磁阀的4个典型任务剖面,并由此分析对阀门可靠性产生重要影响的功能结构。用设计参数灵敏度分析法研究了导致阀芯-壳体滑动副卡死的直接原因,认为问题的核心在于多余物导致摩擦力大幅度增加。因此消除滑动副的疲劳磨损和粘着磨损是提高可靠性的关键。用质量功能配置方法找出了与滑动副相关的零件和结构,在灵敏度分析的基础上建立了结构要素的设计思路和原则,研究了螺管式电磁阀的滑动副结构对空间推进系统的适用性,并给出了滑动副结构要素的加工方法和对应的工序质量控制点。     

一种新的运载火箭上面级和航天器轻型增压系统

为减小运载火箭上面级和航天器增压系统的体积和质量，设计了一种新的轻型主、副两路定压力值控制增压系统。该系统可最大限度利用气瓶内气体，具有冗余增压结构，提高了系统可靠性，并设置气动隔离活门。适于多次启动飞行，且结构简单。有关的测试和飞行试验结果表明，所设计的增压系统主、副路工作协调，反应迅速，性能稳定可靠。     

一种先进的推进剂控制阀

本文介绍一种先进的推进剂控制阀——柔性支撑双阀座电磁阀。按动力学特性对该阀门和通常使用的螺旋返回弹簧滑动导向电磁阀进行了比较,证明该阀门具有开关可靠性高、漏率低并能避免自污染等优点。文中还给出了液路系统中各串联节流孔压降公式。     

星上推进系统自锁阀和电磁阀驱动电子线路的优化设计

提出了卫星推进系统自锁阀和电磁阀驱动线路的一种优化设计方法。通过数据计算和图形分析阐明新的驱动线路设计的合理性、高安全性和可靠性,避免了常规线路容易出现的干扰和工作稳定性问题,还研究了当驱动线路出现短路故障时星上一次电源的保护问题。该驱动线路设计的优越性和可靠性,已在卫星在轨飞行中得到验证。