【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】2016年6月25日20點整，由中國航天科技集團公司研制的新一代中型運載火箭“長征七號”在海南文昌航天發(fā)射場點火升空。這標志著我國在新一代運載火箭研制和載人航天工程中取得了重大突破。不僅如此，長征七號火箭的控制系統(tǒng)實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。
　　　　火箭的控制系統(tǒng)，被稱為火箭的“大腦”，在飛行過程當中，必須控制各個部段的穩(wěn)定飛行和可靠，才能將航天器送入軌道。
　　
　　長征七號火箭是一型全新的火箭，它的“大腦”也是全新的。相比現(xiàn)役火箭，其控制技術實現(xiàn)了全新升級，不但對可能發(fā)生的故障有超強的適應能力，更可靠，而且更智能，關鍵技術達水平。
　　
　　更可靠：3條“信息高速公路”互為備份可靠性達0.998
　　
　　“長征七號火箭是按載人火箭的標準設計的，可靠性指標達0.98，比現(xiàn)役長征二號F火箭0.97的可靠性指標還要高。”長征七號火箭控制系統(tǒng)副總師宋征宇介紹，火箭設計時，分配給控制系統(tǒng)的可靠性指標達0.998，而現(xiàn)役載人火箭的這個數(shù)值為0.991。
　　
　　幾個簡單的數(shù)據(jù)相比，看似差之毫厘，但對火箭可靠性設計來說卻是質(zhì)的飛越。
　　
　　據(jù)介紹，長征七號火箭控制系統(tǒng)采用的是“3條總線6個通道”的“全數(shù)字分布式容錯控制技術”，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)總線的三冗余設計。
　　
　　“通俗地說，我們是在長征七號火箭的‘大腦’里搭建了3條‘信息高速公路’，用于火箭的實時控制和信息綜合管理，而且每條‘高速公路’還是雙車道。”宋征宇說，這樣既避免了信息的擁堵，而且三條‘高速公路’互為備份，即便任意一條出現(xiàn)故障，也不會影響火箭的正常飛行。在一度故障情況下，火箭依然可靠飛行，對二度故障也有一定的適應能力。
　　
　　宋征宇介紹，長征七號火箭“大腦”的設計思路與美國SLS火箭的設計思路相似，但系統(tǒng)構架更簡潔，可擴展性也強。
　　
　　“從設計之初，我們就把可擴展屬性作為設計的隱性需求，因為研制周期長，否則可能剛投入使用時技術就已經(jīng)落后了。目前看，即便20年后，隨著長征七號火箭技術的升級和功能的擴展，控制系統(tǒng)依然能夠保證先進性。”3條“信息高速公路”，保證了長征七號火箭控制與信息傳遞的暢通無阻。
　　
　　更智能：實時自我診斷故障
　　
　　相信很多人對《竊聽風云》的電影并不陌生，一個小小的裝置就可以輕松竊聽和定位對方的位置和信息。在長征七號火箭飛行中，也上演了一場“竊聽風云”。宋征宇介紹，長征七號火箭控制系統(tǒng)采用了一種“總線竊聽”技術。“在火箭‘大腦’里裝了一套‘竊聽’裝置。我們測試過程獲取的各類重要參數(shù)，都是自動‘竊聽’到的。”這樣的話，飛行控制軟件就可以專心飛行，不用為傳輸飛行參數(shù)而分心了。
　　
　　而更為智能的是，長征七號火箭在地面檢查測試中，地面測試系統(tǒng)的設計可實時對火箭控制進行自我診斷，一旦有任何一臺設備在某一時刻出現(xiàn)了一點小毛病，都能被立即抓住。測試結束，技術人員立即可拿到火箭的診斷報告。
　　
　　“以往，在火箭測試中，專家和技術人員至少要用半天的時間進行數(shù)據(jù)判讀。如今，自動判讀不但省去了很大的工作量，而且可以減少到發(fā)射現(xiàn)場技術保障的專家人員。這種自動判讀方法，在長征火箭上還是使用。”宋征宇說，不久的將來，他們還可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的異地遠程判讀。
　　
　　看來，作為新一代運載火箭，長征七號火箭“大腦”的全新設計讓長征火箭的技術實力也上升了一個新高度。

　　（原文標題：長征七號火箭的“大腦”更可靠、更智能 關鍵技術達水平）