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科技日報記者 付毅飛
記者7月28日從中國航天科技集團一院獲悉，該院所屬702所近日圓滿完成我國新一代載人運載火箭多機并聯靜動聯合試驗，有力支撐了該型火箭研制順利轉入初樣階段。
本次試驗是驗證新一代載人運載火箭多機并聯、箱底傳力關鍵技術的重要試驗，是型號轉入工程研制階段的標志性工作。702所所長王曉暉表示，該試驗圓滿完成標志著我國首次突破大載荷靜動聯合試驗技術，是試驗方法和試驗能力的重要創新，為新一代載人運載火箭采用多臺大推力發動機并聯技術奠定了堅實基礎。
“這是我國力學試驗領域迄今為止開展的規模最大、技術難度最高、試驗過程最復雜的試驗。”702所副總設計師朱曦全介紹，試驗需要突破在實際飛行工況下多臺發動機的靜態推力和振動載荷聯合加載，涉及振動彈性邊界模擬、近千噸靜載彈性加載、大靜載下的多機聯合多維振動控制和加載等關鍵試驗技術。
新一代載人運載火箭基礎級模塊直徑為5米，安裝多臺120噸發動機。朱曦全說，大推力發動機多機并聯技術是我國運載火箭首次采用，帶來了復雜結構的靜力和動態力耦合作用及在聯合載荷作用下的非線性傳遞問題，是新一代載人運載火箭需要深化攻關的關鍵技術之一。為分析解決該問題，驗證設計方案的有效性，技術團隊設計實施了我國首次多機并聯靜動聯合試驗。
自2019年起，702所同相關單位論證確定試驗技術方案。團隊依據方案，相繼突破了試驗所需各項關鍵技術，于今年研制出由28套50噸油氣支撐系統、多套20噸感應式振動臺和1套1000噸振動彈性邊界系統組成的靜動載荷聯合加載試驗系統。
試驗系統設計負責人侯京鋒介紹說，4個油氣支撐系統和1個感應式振動臺構成了一套靜動聯合激勵系統，可以模擬一臺發動機對火箭結構的激勵。多套系統就能夠模擬多臺發動機對火箭的激勵載荷。該試驗系統構成復雜，涉及多個分系統。團隊集智攻關，對方案及分系統原理設計層層迭代，攻克多項關鍵技術，將復雜的技術方案變成工程現實。
針對動靜聯合加載試驗技術難度大的問題，技術人員開展了虛實結合試驗方法研究，通過數字流程仿真和虛擬試驗確保了試驗方案的一次成功。試驗負責人畢京丹介紹，數字化流程仿真技術有效指導了試驗虛擬安裝過程，并對試驗產品和試驗系統裝備的裝配和調試過程進行了優化、檢查與驗證。
此外，多部段聯合、復雜邊界和環境下的結構承載能力，以及載荷傳遞規律和結構響應，均存在未知的科學機理問題。試驗分系統負責人楊蓉介紹，試驗團隊創新采用實物試驗與虛擬試驗相結合的數字化試驗驗證思路，以實測試驗數據修正仿真計算模型，以修正后的虛擬模型識別一體化結構設計的薄弱環節，進而獲得真實工作條件的載荷和環境條件，再通過仿真驗證尾艙結構承載能力，對復雜結構傳力和響應規律做出評估。
