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运载火箭综合电子计算机

已有 903 次阅读 2019-7-18 17:16 |系统分类:科研笔记

 

打造高品质、低成本、快响应的商业运载火箭服务全球小卫星发射市场



公司团队介绍

北京星际荣耀空间科技有限公司(简称星际荣耀)是在我国全面实施军民融合发展战略的时代背景下,成立的一家航天高科技创业公司。目前团队已有80余名成员,毕业院校为985211高校的人员比例超过95%,硕士以上学历的人员比例超过90%,拥有高级职称的人员比例超过80%。星际荣耀人才全部均为资深航天工程技术人员,其中多人担任过载人航天工程、探月工程的运载火箭、导弹武器、空间飞行器的总指挥、总师、副总师、正副主任设计师、项目办主任等职务。

1 双曲线二号可重复使用液体运载火箭

本次项目参赛团队的主要成员为:

季海波,项目顾问,博士,北京理工大学特聘教授。从事运载控制系统设计与总体研发工作20余年。荣获国家科技进步项、国防科技进步奖多项,荣立国防科工委型号二等功,曾获中央企业团工委青年岗位能手、中国航天科技集团航天奖等荣誉称号。

江良伟,项目负责人,硕士,高级工程师。主要从事箭载计算机、数字电源技术,致力于人工智能技术在运载火箭中的应用。曾参与多个运载型号、武器型号综合电子计算机的方案论证及产品研制工作。曾获2019数博会人工智能全球大赛决赛冠军,发表论文10余篇,授权专利10余项。

漆光平,项目成员,博士,高级工程师。主要从事电气系统综合技术研究,在系统集成、芯片集成设计、无线通信、能量传输等方向具有较强的实践。曾参与某现役运载型号研制,某中型新型运载火箭、某重型运载火箭方案论证,参与多个武器型号方案论证工作。

  ,项目成员,硕士,高级工程师。历任北京华力创通科技股份有限公司产品部技术组长、技术总工。长期从事于卫星导航领域,负责卫星导航和卫星通信应用方向重大项目的开发研制、技术攻关等工作,其中主持研发的北斗数传终端产品的关键技术获得了中国电子学会和通信学会科学技术一等奖。

  ,项目成员,硕士,高级工程师。历任中国运载火箭技术研究院研发中心某重点型号副主任设计师,拥有10余年的航天系统从业经验。发表论文10余篇,授权专利数项,专著1部。

张骁飞,项目质量管理&知识产权经理,法国工程师文凭。多年从事项目质量管理及知识产权管理工作,授权专利4项,其中管理过的项目包括选入北京市2017年节能低碳技术产品及示范案推荐目录、2019年数博会人工智能全球大赛决赛冠军项目等。

2 技术团队部分成员

 

运载火箭综合电子计算机

综合电子计算机是运载火箭(或导弹武器)电气系统重要的核心单机,能够实现运载火箭的制导控制、姿态控制、供配电控制、时序控制、卫星导航、自主安控等功能,在地面测发控系统的配合下,实现对箭测试和发射流程控制。

综合电子计算机在传统设计中属于分布式结构,由多台单机组成,一般包括箭载计算机、综合控制器、时序控制器、配电器、卫星导航接收机等设备。每台单机功能独立完整,内部包括结构件、多块印制板和运行软件,单机和单机之间通过系统总线进行指令控制和数据通讯。北京星际荣耀空间科技有限公司设计的综合电子计算机,将原来体积较大、质量较重的分布式结构单机通过叠板的方式集成一个综合式整机系统。系统功能强大且完善,能够实现运载火箭的所有控制功能。

运载火箭综合电子计算机的主要创新包括:

1)     火工品引爆电路采用的MOS管体积很小,但流过的电流很大,在一块印制板上可以集成几十路甚至上百路火工品引爆电路,大大减小了仪器的体积;采用的MOS管内阻很小,流过的大电流基本不会发热,降低了对仪器散热设计的工作量;引爆电路中还设计了节能控制,提高了电磁阀的使用寿命。

2)     采用基于多址复用冗余高速并行机内总线的模块化设计,可实现机内自检、板级自检及模块自检功能;内置大容量存储器,将火箭历次测试数据完整记录,形成多模信息数据源;具有飞行控制、测量遥测、健康监测多功能一体化的能力。

3)     配置多核全可编程SOC处理器、实时操作系统及箭上以太网,设计了在线运行专家系统、深度神经网络算法等人工智能算法,为箭上智能故障诊断、专家知识库、智能应急处理等应用奠定了硬件基础。

3 运载火箭综合电子计算机

运载火箭综合电子计算机已申报多项发明专利。其中,引爆电路和引爆装置专利为运载火箭综合电子计算机的核心发明专利,国内外进行研究的团队数量很多,但是极少有在运载火箭的应用中将几十路的大电流的火工品引爆电路集成在一个模块内部。应用本专利的综合电子计算机为运载火箭飞行任务的关键因素,有着极大的战略价值。产品验证成功后,将应用到星际荣耀双曲线系列运载火箭之上,并通过不断迭代,为火箭的智慧飞行、可重复使用等能力提供最重要的保障,目前预估此专利的市场价值可达10亿元以上。

4 引爆电路和引爆装置

本项目专利公开了一种引爆电路和引爆装置,是运载火箭在整个飞行过程中各种动作的直接驱动者。应用本专利可将几十路的大电流的火工品引爆电路集成在综合电子计算机的一个模块内部,提高了电气产品的集成度,减少了系统的重量,满足运载火箭整个飞行时序的控制要求。

 

试验验证及应用

20193月上旬,完成运载火箭综合电子计算机的环境试验,包括随机振动试验、温度循环试验、高温老炼试验、高低温工作试验、鉴定级振动试验,试验过程中产品工作正常,功能满足研制技术要求。

20194月,完成运载火箭综合电子计算机的鉴定试验,包括加速度试验、低气压试验、运输试验、鉴定级振动试验和电磁兼容性试验,用于鉴定的产品试验过程中工作正常。

2019年5月,完成运载火箭综合电子计算机的系统级试验,包括电气系统匹配试验、电气系统综合试验、电气系统半实物仿真试验和运载火箭整箭出厂试验,试验过程中综合电子计算机工作均正常。

5 双曲线一号验证火箭发射现场

星际荣耀首发入轨型号,双曲线一号遥一小型固体运载火箭(SQX-1/Y1),采用三固一液、姿轨控一体的设计方案。火箭将于20197月下旬进行首飞,为运载火箭综合电子计算机首次入轨飞行考核。

 

推动高价值专利培育,星际荣耀持续创新

20197月为止,星际荣耀共申请专利总受理量153件,其中发明专利申请量受理91项,已进入公开实质审查阶段的发明专利63项;实用新型专利申请受理59项,其中已授权5项实用新型专利;外观设计申请受理3项。

6 双曲线一号遥一运载火箭试验队

1)        增加知识产权方面投入

星际荣耀2018年技术支出9397万元,仅2018年全年,知识产权相关经费达240万余元。2019年全年的知识产权预算经费300万元,包括与知识产权专业辅导机构的服务费用、专利申请/维护费用、人员费用、知识产权奖励专项费用、全员知识产权培训费用、知识产权贯标费用等。

2)        制定知识产权战略

星际荣耀已按照GB/T 29490-2013《企业知识产权管理规范》进行相应管理,制定了星际荣耀中长期知识产权战略方针,并每年制定知识产权年度工作计划符合相关战略方针的施行。

星际荣耀近3年知识产权工作战略目标:

Ø  保证至2020年底,国家知识产权局受理公司发明专利不少于250项,实用新型数量依据实际情况而定;

Ø  保证至2020年底,拥有授权发明专利不少于20项,实用信息授权专利不少于50项;

Ø  2021年底,知识产权成果转化创造产值不低于20000万元。

3)        知识产权工作

每年在管理评审会议中,对年度的知识产权工作进行独立汇报。各部门每年末对下一年所承担的新产品的研制过程中预计会产生的知识产权进行上报,形成责任令,下发至各部门,此责任令指标为知识产权部门年度工作目标。公司积极参与知识产权方面的项目申报,现已经申报2019年北京市专利试点单位。201957日,成果入选中国(北京)知识产权保护中心预审服务备案单位。

4)        落实知识产权奖励

每年经公司最高领导层批示,对进行发明创造的员工给予一定的经济奖励,对于贡献最多的前5名员工,给予额外的物质奖励。星际荣耀于201811月底进行相关数据统计,颁发的知识产权奖励共计2万元,其中,实用新型10.2万元,计算机软件著作权登记91.8万元。

5)        注重知识产权培训

每年组织2-3次全员知识产权相关内容培训,对知识产权相关的基础知识,怎样撰写技术交底书,相关法律法规介绍等进行培训。对于技术合同应遵循的知识产权相关事项,进行专项专人培训,保证项目管理部在签订的合同中均对知识产权的权属进行了明确的说明,降低相关法律风险。

6)        专利质量方面

2018年对专利质量方面着重考虑,规定全部申请立项前必须进行查新工作,上报查新结果,经确认后方可进行立项。与5家知识产权专利辅导服务机构签订合作协议,不乏有获得北京市AAAAA级专利代理机构的三聚阳光公司,进一步保证了专利质量。公司同时也特别重视专利的挖掘工作,全员进行知识产权相关知识培训,并与辅导机构联合对公司立项的专利进行优质筛选,降低专利申请风险。



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1 吴斌

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