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航天科工打造商业火箭“方向盘”

来源：科技日报时间：2023-04-07 08:32:22

(资料图)

天龙二号遥一运载火箭近日在我国酒泉卫星发射中心成功首飞。记者4月6日从中国航天科工三院33所获悉，该所研制的大功率电动推力矢量伺服系统，成为让该火箭发动机轻松、快速、精准摇摆的可靠“方向盘”。

据介绍，伺服系统作为调整火箭姿态的核心部件，布置在火箭发动机舱，负责通过接收控制指令，推拉火箭发动机产生相应角度变化，实现对火箭姿态的精准操控，达到控制火箭稳定飞行的目的，其可靠性与性能直接关系到火箭能否精准将卫星送入预定轨道。

商业运载火箭对伺服系统的低成本与高性能有着严苛的要求，电动伺服系统在显著提高系统的功率重量比，降低设备体积与重量的同时，在经济性、操作性、测试性和维护性、环境适应性等方面表现优异，对提高火箭的运载载荷与快速发射能力意义重大。

但是，面对复杂环境高压大功率的箭载应用需求，电动伺服系统在大功率输出、结构强度、控制精度与稳定性等方面面临极大的挑战。首先，商业航天火箭液体发动机推力大，动态响应快，要求伺服系统输出功率大。其次，发动机结构惯量大，摇摆运动速度快，要求伺服系统结构刚度与承载性强、抗扰稳定能力强。此外，恶劣环境下火箭要输送载荷精准入轨，要求伺服机构的控制精度高。要同时具备以上性能，实现电动伺服与发动机喷管性能的高度匹配，产品研制难度很大。

在产品研制过程中，33所研制团队先后突破了多项关键技术，形成了大功率伺服设计基础理论体系与设计方法，研制了系列的核心产品，为天龙二号火箭配套了30千瓦一级、12千瓦二级推力矢量电动伺服系统，分别推动一级63吨推力火箭发动机和二级30吨推力火箭发动机。任务中，伺服系统全程精准执行控制指令，呈现了优越特性。

该所专家表示，天龙二号任务的圆满成功，标志着我国大功率电动伺服系统研制水平迈上了新台阶，为商业航天高质量发展奠定了坚实基础。

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