新型固液混合动力赋能低空经济振翅翱翔

2024年5月26日,在祖国西北部某靶场,由西北工业大学“固体推进全国重点实验室”研制的探空火箭再次以雷霆之势直奔云霄,顺利完成了既定飞行任务,并成功采集到飞行弹道数据,回收后的火箭结构完整,主要功能部件均正常。此次飞行试验由西北工业大学航天学院的刘林林和李易两位老师带队,十余名本科及硕、博士研究生全程参与,试验的圆满成功标志着团队研发的氧化亚氮自增压固液混合发动机已具备应用条件。

火箭发射图

火箭视角高空俯视图

本次发射的探空火箭采用了新一代固液混合发动机作为动力源,氧化亚氮/含石蜡燃料用作发动机的推进剂,且氧化亚氮以自增压方式供给。全新的含石蜡燃料配方、燃料药型及氧化剂喷注策略,使燃料具有极为优异的力学性能,能够满足恶劣发动机条件下的使用需求,同时发动机的燃烧效率更高、燃烧不稳定也得到了有效抑制。

固液混合发动机实物

自研的航电系统实现了惯性导航、气压计、陀螺仪、GPS定位系统及箭载摄像机等模块的低成本集成,其由供电模块、飞行控制子系统、信号处理子系统、执行机构、分离触发机构以及安保子系统等组成,并预置GPS、SPI接口和串行接口执行机构等接口,能完整记录火箭的加速度、角速度、气压、温度、速度等飞行参数,并将实时解算的火箭姿态与位置信息安全保存至大容量存储芯片中。此外,还可无缝对接地面控制中心上位机,实现数据实时回传与指令稳定接收,保障了飞行任务的高效指挥与监控。

航电设备实物图

为了进一步提高火箭回收的可靠性,该探空火箭设计了双重伞降系统,且该系统与航电系统实现了数据的实时交互。火箭飞行过程中,航电系统通过弹道数据结果分析与条件判定发出副伞打开指令,使火箭以稳定的姿态减速。火箭降低至预定高度后主伞打开,火箭进入滑翔回收模式,可在预定落区范围内使火箭充分减速,从而完成全箭的高质量回收。

该固液混合发动机不使用易燃易爆火工品,所用推进剂化学性质极为稳定,赋予了该动力源特有的本质安全性。同时,得益于固液混合发动机在能量管理、燃气绿色环保及成本控制方面的显著优势,该动力源在科普及教育培训、人工影响天气、消防灭火和无人机助推、科学研究等诸多领域具有极好的应用前景,可对当前低空经济的迅猛发展形成强有力支撑。

责任编辑：红祥