长征七号火箭的“大脑”更可靠、更智能 关键技术达国际领先水平

发布时间 : 2016-06-25     来源 : 中国运载火箭技术研究院新闻中心

  火箭的控制系统,被称为火箭的“大脑”,在飞行过程当中,必须控制各个部段的稳定飞行和可靠,才能将航天器精确送入轨道。
  长征七号火箭是一型全新的火箭,它的“大脑”也是全新的。相比现役火箭,其控制技术实现了全新升级,不但对可能发生的故障有超强的适应能力,更可靠,而且更智能,关键技术达国际领先水平。

    △长征七号火箭


更可靠:3条“信息高速公路”互为备份 可靠性达0.998


  “长征七号火箭是按载人火箭的标准设计的,可靠性指标达0.98,比现役长征二号F火箭0.97的可靠性指标还要高。”长征七号火箭控制系统副总师宋征宇介绍,火箭设计时,分配给控制系统的可靠性指标达0.998,而现役载人火箭的这个数值为0.991。
  几个简单的数据相比,看似差之毫厘,但对火箭可靠性设计来说却是质的飞越。
    据介绍,长征七号火箭控制系统采用的是“3条总线6个通道”的“全数字分布式容错控制技术”,实现了数据总线的三冗余设计。
  “通俗地说,我们是在长征七号火箭的‘大脑’里搭建了3条‘信息高速公路’,用于火箭的实时控制和信息综合管理,而且每条‘高速公路’还是双车道。”宋征宇说,这样既避免了信息的拥堵,而且三条‘高速公路’互为备份,即便任意一条出现故障,也不会影响火箭的正常飞行。在一度故障情况下,火箭依然可靠飞行,对二度故障也有一定的适应能力。
    宋征宇介绍,长征七号火箭“大脑”的设计思路与美国SLS火箭的设计思路相似,但系统构架更简洁,可扩展性也强。
  “从设计之初,我们就把可扩展属性作为设计的隐性需求,因为研制周期长,否则可能刚投入使用时技术就已经落后了。目前看,即便20年后,随着长征七号火箭技术的升级和功能的扩展,控制系统依然能够保证先进性。”3条“信息高速公路”,保证了长征七号火箭控制与信息传递的畅通无阻。

△长征七号火箭


更智能:实时自我诊断故障


  相信很多人对《窃听风云》的电影并不陌生,一个小小的装置就可以轻松窃听和定位对方的位置和信息。在长征七号火箭飞行中,也上演了一场“窃听风云”。宋征宇介绍,长征七号火箭控制系统采用了一种“总线窃听”技术。“在火箭‘大脑’里装了一套‘窃听’装置。我们测试过程获取的各类重要参数,都是自动‘窃听’到的。”这样的话,飞行控制软件就可以专心飞行,不用为传输飞行参数而分心了。
  而更为智能的是,长征七号火箭在地面检查测试中,地面测试系统的设计可实时对火箭控制进行自我诊断,一旦有任何一台设备在某一时刻出现了一点小毛病,都能被立即抓住。测试结束,技术人员立即可拿到火箭的诊断报告。

  “以往,在火箭测试中,专家和技术人员至少要用半天的时间进行数据判读。如今,自动判读不但省去了很大的工作量,而且可以减少到发射现场技术保障的专家人员。这种自动判读方法,在长征火箭上还是首次使用。”宋征宇说,不久的将来,他们还可以实现数据的异地远程判读。
  看来,作为新一代运载火箭,长征七号火箭“大脑”的全新设计让长征火箭的技术实力也上升
了一个新高度。

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