一种液体火箭发动机故障检测及测试综合系统、检测方法及相关设备与流程

本说明书涉及火箭发动机检测领域，更具体地说，本技术涉及一种液体火箭发动机故障检测及测试综合系统、检测方法及相关设备。

背景技术：

1、故障检测处理系统是保障液体火箭发动机系统安全稳定工作运行并及时应对处理系统突发状况的关键部分，用于完成液体火箭发动机系统各应用场合下的故障检测及处理工作。传统液体火箭发动机由于未满足需求，其发动机系统结构较为简单，所涉及的控制系统方法较为简易，发动机系统电气单机设备数量较少，实现各项功能需求的过程中出现故障的概率较小，且传统液体火箭没有单独的针对发动机系统的故障检测处理系统，箭上故障检测处理系统只负责完成火箭发射阶段箭上所有系统的故障诊断及处理工作，并没有考虑火箭的回收阶段。

2、而对于满足需求的液体火箭发动机而言，其工作原理及结构组成较为复杂，被控对象较多，包括涉及到通过调节阀伺服机构调节推进剂流量进行推力闭环调节控制、通过摇摆伺服机构调整发动机推力室喷管姿态进行发动机推力矢量闭环控制等功能复杂且容易出现故障导致飞行失利的场景，同时，在火箭着陆后，发动机系统仍然且更加需要保持进行故障检测处理工作，因此，现有传统火箭的故障检测处理系统已无法满足液体火箭发动机系统的工作要求。

技术实现思路

1、在技术实现要素：部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本技术的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

2、第一方面，本技术提出一种液体火箭发动机故障检测及测试综合系统，包括：

3、发动机设备单元，上述发动机设备单元包括故障检测处理计算机、故障检测处理锂电池和电缆网，上述故障检测处理计算机和上述故障检测处理锂电池安装在液体火箭发动机机架上，上述故障检测处理锂电池只用于给故障检测处理计算机供电，上述电缆网用于液体火箭发动机故障检测及测试综合系统内部连接及与外系统连接；

4、地面测控设备单元，上述地面测控设备单元包括前端设备部件和后端设备部件，上述前端设备部件和上述后端设备部件通过前端交换机和后端交换机实现通讯连接，上述前端设备部件用于执行实时故障检测、数据收集和处理以及基于后端控制指令的对发动机进行控制，上述后端设备部件用于进行复杂的数据处理、分析和判读，发出上述后端控制指令，并在必要时手动干预系统运行。

5、在一种可行的实施方式中，还包括：

6、等效模拟单元，上述等效模拟单元包括发动机模拟计算机和故障检测前端等效组合组件，

7、上述发动机模拟计算机用于运行发动机数据模拟软件，以模拟发动机系统，并通过上述后端交换机与后端实显判读计算机进行信息交互，并用于模拟发动机系统与故障检测处理系统地面测控后端设备的数据交互；

8、上述故障检测处理前端等效组合组件用于运行前端等效测试软件，通过电缆与上述发动机故障检测处理计算机连接，并用于模拟发动机系统的被控、被测对象以及发动机系统的被控、被测对象与发动机故障检测处理计算机的信号交互。

9、在一种可行的实施方式中，上述故障检测处理计算机包括主控板、时序板、电源板；

10、上述主控板采用三cpu冗余设计，每个上述cpu连接有独立的电源和供电模块，以及独立的存储单元，上述存储单元包括ddr3、qspi和emmc flash，上述时序板用于完成开关量的三取二逻辑仲裁输出以并提供对外通信接口，上述电源板用于向上述主控板和每个上述cpu提供独立电源，同时给上述时序板提供电源。

11、在一种可行的实施方式中，上述前端设备部件包括前端测控组合、前端测控前间供电系统和前端交换机，上述前端测控组合接入上述前端交换机，前端测控前间供电系统为上述前端测控组合和上述前端交换机供电.

12、在一种可行的实施方式中，上述后端设备部分包括后端测控计算机、后端副控计算机、实显判读计算机、后端手动控制器和后端交换机，上述后端主控计算机、上述后端副控计算机、上述实显判读计算机与上述后端交换机连接，上述前端交换机和上述后端交换机通过光纤连接，上述后端手动控制器与上述前端测控组合直接连接。

13、在一种可行的实施方式中，上述故障检测处理前端等效组合组件包括模拟量输出板卡、模拟量采集板卡、开关量输出板卡、开关量输入板卡和can总线通讯模块，上述故障检测处理前端等效组合组件与上述故障检测处理计算机连接。

14、第二方面、本技术提出一种检测方法，用于第一方面所述的液体火箭发动机故障检测及测试综合系统，包括：

15、在线路连接完成的情况下，控制上述后端设备部件发出自检命令和复位命令；

16、在自检和复位完成的情况下，控制上述地面测控设备单元向上述障检测处理计算机装订数据并启动运行；

17、将待测发动机遥测参数通过can总线发送给上述故障检测处理计算机。

18、在一种可行的实施方式中，在上述液体火箭发动机故障检测及测试综合系统还包括等效模拟单元的情况下，

19、上述方法还包括：

20、在线路连接完成的情况下，控制上述后端设备部件发出上述自检命令

21、在自检完成的情况下，控制发动机模拟计算机模拟发动机系统，并将模拟状态参数发送至上述后端交换机。

22、第三方面，一种电子设备，包括：存储器、处理器以及存储在上述存储器中并可在上述处理器上运行的计算机程序，上述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如上述的第二方面任一项的检测方法的步骤。

23、第四方面，本技术还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现第二方面任一项的检测方法的步骤。

24、综上，本技术实施例的液体火箭发动机故障检测及测试综合系统包括：发动机设备单元，上述发动机设备单元包括故障检测处理计算机、故障检测处理锂电池和电缆网，上述故障检测处理计算机和上述故障检测处理锂电池安装在液体火箭发动机机架上，上述故障检测处理锂电池只用于给故障检测处理计算机供电，上述电缆网用于液体火箭发动机故障检测及测试综合系统内部连接及与外系统连接；地面测控设备单元，上述地面测控设备单元包括前端设备部件和后端设备部件，上述前端设备部件和上述后端设备部件通过前端交换机和后端交换机实现通讯连接，上述前端设备部件用于执行实时故障检测、数据收集和处理以及基于后端控制指令的对发动机进行控制，上述后端设备部件用于进行复杂的数据处理、分析和判读，发出上述后端控制指令，并在必要时手动干预系统运行。本技术的液体火箭发动机故障检测及测试综合系统提供了一种高度先进且全面的方案，用以提升液体火箭发动机的安全性、可靠性和维护性。与传统的液体火箭发动机故障检测处理系统相比，通过发动机设备单元和地面测控设备单元的紧密配合，本系统能够实时监测发动机运行状态，迅速识别并处理故障。这种即时的反应能力对于预防发动机故障导致的飞行失利至关重要。后端设备部件的设计使得本系统能够处理和分析复杂的数据集，识别潜在的问题并制定相应的响应策略。这不仅增加了对复杂故障的诊断能力，而且提高了整体系统的智能化水平。前后端通过高速光纤连接，不仅保证了数据的实时传输和高效率，还易于与其他系统集成，为更广泛的应用提供了可能。相较于传统系统仅在发射阶段进行故障检测，本系统还覆盖了火箭的回收阶段。这种全阶段的监控能力使得火箭系统在整个飞行周期内都能得到有效的故障检测与处理。由于液体火箭发动机的工作原理和结构组成较为复杂，本系统特别适用于处理和控制如推进剂流量调节、发动机推力矢量控制等高级功能，大大减少了因故障导致的飞行失败风险。本技术的液体火箭发动机故障检测及测试综合系统通过其创新的设计和技术实现，显著提升了液体火箭发动机的运行安全性和可靠性，满足了现代液体火箭对于高级故障检测处理系统的需求，为火箭科学研究和航天技术的发展贡献了重要的技术支持。

25、本技术提出的液体火箭发动机故障检测及测试综合系统，本技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。