基于典型特征的重复使用火箭发动机判别方法和装置制造方法及图纸

本公开涉及一种基于典型特征的重复使用火箭发动机判别方法和装置，属于运载火箭总体设计技术领域。本公开对于给定的发动机，分别对其依据发动机复用外在特征和内在特征进行判别，全部满足后才能认定其为重复使用火箭发动机。进一步限定外在特征为重复使用次数、单次飞行过程中启动次数、推力调节范围下限、与箭体接口、推进剂过冷度和推力六项指标。进一步限定内在特征为轻质化、元件或组件化和便于维护三项指标。本公开方法，能够清晰地判别给定的发动机是否达到了用于垂直起降运载的重复使用火箭发动机的条件，从而进一步指导重复使用火箭发动机能力的生成，促进重复使用运载火箭的发展。火箭的发展。火箭的发展。

【技术实现步骤摘要】
基于典型特征的重复使用火箭发动机判别方法和装置


[0001]本公开涉及一种火箭发动机判别方法和装置，特别涉及一种基于典型特征的重复使用火箭发动机判别方法和装置，属于运载火箭总体设计


技术介绍

[0002]随着新材料和新工艺的快速发展，低成本成为航天运输领域近年来发展的主题。美国Space
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X的猎鹰
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9号运载火箭通过一子级的重复使用（已经达到12次），将单位发射成本控制到1.5万元/千克以下，相当于一次性运载火箭发射成本的1/3
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1/5，为实现低成本进入太空提供了可行方案，开启了运载火箭垂直起降的新纪元。基于当前的技术水平和发展趋势，实现运载火箭一子级垂直回收是低成本运输的主要路径。运载火箭一子级的重复使用关键在于液体火箭发动机，因此发展高性能、低成本、高可靠性的重复使用运载火箭发动机势在必行。而我国现行运载火箭发动机都是为一次性发射而设计，面对运载火箭一子级垂直起降回收方案，对现行火箭发动机提出了更高的要求，例如推力变比需求增大、起动次数需求增加、外部力学环境和热环境更加复杂等，如何判定一款发动机是否达到了用于垂直起降运载的重复使用火箭发动机的条件成为制约垂直起降重复使用运载火箭发展的难点。因此，目前迫切需要一套科学合理的重复使用火箭发动机的判别方法，以从发动机自身特点出发判定其是否适用于垂直回收重复使用场景。

技术实现思路

[0003]本公开的目的是为了克服已有技术的缺陷，为了部分或全部解决上述技术问题，提出一种基于典型特征的重复使用火箭发动机判别方法和装置。
[0004]本公开的目的是通过以下技术方案实现的。
[0005]第一方面，本公开提供一种基于典型特征的重复使用火箭发动机判别方法，包括以下内容：S1，获取需要判别的发动机；S2，依据发动机复用外在特征对所述发动机进行判别，如果不满足复用外在特征，则所述发动机不是重复使用火箭发动机，退出；S3，依据发动机复用内在特征对所述发动机进行判别，如果满足复用内在特征，则所述发动机是重复使用火箭发动机；否则所述发动机不是重复使用火箭发动机。
[0006]第二方面，本公开提供一种基于典型特征的重复使用火箭发动机判别装置，包括获取模块，外在特征判别模块和内在特征判别模块，其中，获取模块用于获取需要判别的发动机；外在特征判别模块用于对所述发动机进行是否满足发动机复用外在特征的判别；内在特征判别模块用于对满足发动机复用外在特征的所述发动机进行是否满足发动机复用内在特征的判别。
[0007]第三方面，本公开提供一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行第一方面任一实施例所述的方法。
[0008]第四方面，本公开提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时使处理器执行第一方面任一实施例所述的方法。
[0009]有益效果本公开提供的基于典型特征的重复使用火箭发动机判别方法，能够清晰地判别给定的发动机是否达到了用于垂直起降运载的重复使用火箭发动机的条件，从而进一步指导重复使用火箭发动机能力的生成，促进重复使用运载火箭的发展。
附图说明
[0010]图1为本公开实施例的基于典型特征的重复使用火箭发动机判别方法流程示意图；图2为无量纲单枚单次火箭全寿命周期费用随单枚火箭发射次数的变化；图3为两种火箭数量下无量纲单枚单次火箭全寿命周期费用随单枚火箭发射次数的变化；图4为推进剂流量、喷管面积比、海平面比冲及推力随过冷度增量的变化示意图；图5为某火箭一级推力随版本的变化示意图；图6为本公开实施例提供的一种电子设备结构示意图。
具体实施方式
[0011]以下将结合附图所示的具体实施方式对本公开进行详细描述。但这些实施方式并不限于本公开，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本公开的保护范围内。
[0012]为对本公开实施例的目的、技术方案和优点进行说明，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述。
[0013]降低运载火箭即航天运输发射成本，发展我国的重复使用运载火箭已成为业界共识。基于当前的技术水平和发展趋势，实现运载火箭一子级垂直回收、重复使用是低成本运输的主要路径。运载火箭一子级的重复使用关键在于火箭发动机，因此发展高性能、低成本、高可靠性的重复使用运载火箭发动机势在必行。我国现行运载火箭发动机都是为一次性发射而设计，面对运载火箭一子级垂直起降回收方案，对现行火箭发动机提出了更高的要求，例如推力变比需求增大、起动次数需求增加、外部力学环境和热环境更加复杂等，如何判定一款发动机是否达到了用于垂直起降运载的重复使用火箭发动机的条件成为制约垂直起降重复使用运载火箭发展的难点。本公开从运载火箭一子级垂直回收、重复使用角度对重复使用火箭发动机进行判定，进一步通过系统全面的典型特征描述，一方面指导重复使用火箭发动机的研制生产，一方面为重复使用运载火箭遴选重复使用发动机提供了一套便捷的自动化判别方法。
[0014]如图1所示，本公开提供一种基于典型特征的重复使用火箭发动机判别方法，该方
法包括以下内容：S1，获取需要判别的发动机；S2，依据发动机复用外在特征对所述发动机进行判别，如果不满足复用外在特征，则所述发动机不是重复使用火箭发动机，退出；S3，依据发动机复用内在特征对所述发动机进行判别，如果满足复用内在特征，则所述发动机是重复使用火箭发动机；否则所述发动机不是重复使用火箭发动机。
[0015]本公开方法结合运载火箭一子级垂直回收、重复使用场景，研究重复使用火箭发动机特点，从复用场景对发动机外在特征和内在特征分别进行判别，只有当给定发动机满足全部特征后才能判别其属于重复使用火箭发动机，可用于运载火箭一子级。外在特征是对火箭发动机功能指标的描述，内在特征是对火箭发动机生产、维护指标的描述。
[0016]作为一种具体实现方式，发动机复用外在特征包括以下内容：S11，能够重复使用10
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30次；S12，单次飞行过程中能够重复起动至少3次；S13，单台发动机推力调节范围下限不小于发动机台数
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10%；S14，所述发动机与运载火箭箭体接口可活动；S15，所述发动机的推进剂过冷度高于一次性发动机；S16，推力高于一次性发动机。
[0017]对于S11，能够重复使用10
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30次。重复使用火箭决定了发动机应当具备重复使用的能力，其复用次数亦决定了发动机的复用次数。因此，多次使用特征必然是重复使用发动机最直接亦最典型的特征。多次使用的目的是为了降低成本，故具体复用次数应当由成本分析得来。采用文献（可重复使用运载火箭全寿命周期费用分析. 导弹与航天运载技术, 2016, (6): 82
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于典型特征的重复使用火箭发动机判别方法，其特征在于：包括以下内容：S1，获取需要判别的发动机；S2，依据发动机复用外在特征对所述发动机进行判别，如果不满足复用外在特征，则所述发动机不是重复使用火箭发动机，退出；S3，依据发动机复用内在特征对所述发动机进行判别，如果满足复用内在特征，则所述发动机是重复使用火箭发动机；否则所述发动机不是重复使用火箭发动机。2.根据权利要求1所述的基于典型特征的重复使用火箭发动机判别方法，其特征在于：所述发动机复用外在特征包括：S11，能够重复使用10
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30次；S12，单次飞行过程中能够重复起动至少3次；S13，单台发动机推力调节范围下限不小于发动机台数
×
10%；S14，所述发动机与运载火箭箭体接口可活动；S15，所述发动机的推进剂过冷度高于一次性发动机；S16，推力高于一次性发动机。3.根据权利要求1或2所述的基于典型特征的重复使用火箭发动机判别方法，其特征在于：所述发动机复用内在特征包括：具备结构轻质化特征、采用可重复使用的元件或组件制成、便于维护。4.一种基于典型特征的重复使用火箭发动机判别装置，其特征在于：包括获取模块，外在特征判别模块和内在特征判别模块，其中，获取模块用于获取需要判别的发动机；外在特征判别模块用于对所述发动机进行是否满足发动机复用外在特...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔朋，刘阳，刘鹰，谭云涛，朱雄峰，雍子豪，韩秋龙，王铁兵，王一杉，谭胜，谷建光，李晨阳，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三九二一部队，
类型：发明
国别省市：