基于GO-FLOW的可重复使用火箭发动机可靠性评估

摘要

为解决可重复使用火箭发动机在多阶段任务中可靠性评估的难题，提升任务安全性和经济性，针对发动机在点火发射、最大动压、级间分离、二级入轨和着陆捕获等关键阶段的动态特性，采用GO-FLOW方法构建系统可靠性模型。通过抽象物理部件为操作符并结合信号传递机制，分析推进剂供应、燃烧和控制三大子系统的多阶段演化路径。研究提出性能一致性指标，计算可知系统最终性能一致性达80.6%，表明其具有较高可靠性；利用MATLAB进行灵敏度分析，将关键操作符参数从0.95增至1.00，结果显示，喷嘴对系统性能一致性的影响最高达14.9%，推进剂贮箱、燃料管道、控制阀、燃烧室分别贡献11.7%、8.1%、7.1%、14.6%，为系统薄弱环节提供量化依据；在5个时间点起关键作用的部件分别为点火器、控制阀、燃烧室、万向传动装置与涡轮泵。相比传统可靠性分析方法，GO-FLOW方法在动态建模和计算效率上具有显著优势。本研究为可重复使用火箭发动机的设计优化和任务规划提供了全新的思路。

关键词

面向目标的流图法(GO-FLOW) / 可重复使用火箭发动机 / 可靠性建模 / 系统仿真 / 任务评估