作者:

Victoria Lowe - Ampac-ISP

AMPAC In-Space Propulsion (ISP)總部設在白金漢郡的韋斯科特創業園(Westcott Venture Park)，是英國設計
、製造和測試用於衛星推進係統的液體火箭發動機的最重要機構。 AMPAC-ISP於1945年由英國政府建立，具有悠久的曆史，在航空航天和國防工業中享有盛名。 AMPAC-ISP的一個獨特之處在於其用於在真空環境下點火20N推力單組元推進劑和雙組元推進劑火箭發動機的設備。

火箭熱點火試驗設備的升級需求

womenduonianlaiyizhizaiweisikeweiquanqiudekehutigongredianhuoshiyan，xianzaishishihougengxinzhexieshiyanshebei。youyukehuriyizengchangdexuqiu，womenhaixuyaotishenggaixitong，yiquebaozaiwomenzaihuojianfadongjishichangdechixujingzhengli。genggaodejingdu、更高的可靠性和更快速的數據轉換是三個主要的開發需求。

為了獲得更好的熱點火試驗結果，數字數據采集係統是需要升級的基本係統之一，因而我們聯係了NI，尋求意見及協助。我們選擇NI來(lai)為(wei)該(gai)數(shu)據(ju)係(xi)統(tong)進(jin)行(xing)升(sheng)級(ji)是(shi)由(you)於(yu)該(gai)公(gong)司(si)以(yi)提(ti)供(gong)可(ke)靠(kao)的(de)硬(ying)件(jian)和(he)持(chi)續(xu)的(de)客(ke)戶(hu)支(zhi)持(chi)而(er)享(xiang)有(you)盛(sheng)譽(yu)
，而(er)且(qie)該(gai)公(gong)司(si)的(de)產(chan)品(pin)也(ye)成(cheng)功(gong)地(di)應(ying)用(yong)於(yu)整(zheng)個(ge)航(hang)天(tian)航(hang)空(kong)工(gong)業(ye)。而(er)且(qie)合(he)作(zuo)公(gong)司(si)的(de)長(chang)期(qi)持(chi)續(xu)發(fa)展(zhan)對(dui)我(wo)們(men)來(lai)說(shuo)也(ye)很(hen)重(zhong)要(yao)，因(yin)為(wei)這(zhe)關(guan)係(xi)著(zhe)舊(jiu)采(cai)集(ji)係(xi)統(tong)的(de)維(wei)護(hu)問(wen)題(ti)。 

儀器控製和數據采集

熱點火試驗，顧名思義就是火箭發動機處於運行狀態或使用推進劑‘點火’時進行的試驗。我們通常在直徑為2米的真空艙中使用兩級蒸汽噴射器真空發動機進行測試。測試間本身可以模擬>160000英尺（>48768米）的海拔高度
，以仿真近太空環境條件。每次點火的持續時間在脈衝模式的0.001秒和穩定狀態（連續）模式的幾個小時之間。

在測試過程中，我們必須記錄大量數據。這包括使用熱電偶讀取溫度值、使shi用yong壓ya力li傳chuan感gan器qi讀du取qu壓ya力li值zhi以yi及ji使shi用yong測ce壓ya元yuan件jian讀du取qu推tui力li值zhi。我wo們men將jiang所suo采cai集ji的de數shu據ju進jin行xing解jie讀du
，從cong而er確que定ding發fa動dong機ji的de性xing能neng和he監jian測ce測ce試shi設she備bei和he測ce試shi環huan境jing條tiao件jian。

在點火過程中，我們還必須控製推進劑進入發動機的量，並將該區域的入口壓力維持在5-24 bar（73-348 psi）。由(you)於(yu)發(fa)動(dong)機(ji)反(fan)應(ying)時(shi)間(jian)相(xiang)對(dui)較(jiao)短(duan)，數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)的(de)精(jing)度(du)和(he)速(su)度(du)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)
，而(er)且(qie)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)對(dui)於(yu)監(jian)測(ce)和(he)控(kong)製(zhi)這(zhe)種(zhong)具(ju)有(you)潛(qian)在(zai)危(wei)險(xian)的(de)試(shi)驗(yan)也(ye)是(shi)必(bi)不(bu)可(ke)少(shao)的(de)。通(tong)常(chang)情(qing)況(kuang)
，數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)速(su)率(lv)在(zai)脈(mai)衝(chong)模(mo)式(shi)點(dian)火(huo)下(xia)大(da)約(yue)為(wei)4 kHz
，在穩態點火下為1kHz。取決於所執行的測試，我們采用20-30個數據信道。

為了滿足數據采集的要求，我們選擇了NI CompactRIO係統作為硬件的核心部分。它可兼容所有現有的測量儀器
，因此我們使用它來接收、處理和暫時儲存所有原始信息
，之後再將這些信息發送給測試工程師。然後，我們在遠程控製室內使用LabVIEW軟件對數據進行解讀，並以數字和圖形方式顯示數據。

我們在韋斯科特進行的很多測試都是使用相同的設備裝置，但將嵌入式現場可編程門陣列（FPGA）集成至CompactRIOxitonghou，womenkeyilinghuodikaifayingjianlaimanzubuduanbianhuadexuqiu。zheyeshiyongyurechabamokuai
，biyaoshiwomenkeyizaizhenggeceshiguochengzhonggenghuanyingjianheshebei。youyuceshishebeixuyaoanzhuangzaifeijueyuanjianzhuneidezhenkongshebeipangbian，yinergaishebeibixunenggouzaieliedehuanjingxiagongzuo。 CompactRIO係統具有較寬的工作溫度範圍，可以滿足這一要求。

即時可視的溫度監測

在zai熱re點dian火huo試shi驗yan過guo程cheng中zhong，我wo們men還hai必bi須xu密mi切qie監jian測ce火huo箭jian發fa動dong機ji的de溫wen度du，以yi確que保bao該gai溫wen度du不bu會hui達da到dao材cai料liao的de最zui高gao溫wen度du限xian製zhi值zhi。這zhe一yi點dian對dui於yu燃ran燒shao室shi尤you其qi重zhong要yao，因yin為wei燃ran燒shao室shi溫wen度du可ke超chao過guo1200℃。室(shi)壁(bi)可(ke)能(neng)會(hui)融(rong)化(hua)，而(er)且(qie)可(ke)能(neng)會(hui)發(fa)生(sheng)爆(bao)炸(zha)。我(wo)們(men)還(hai)監(jian)測(ce)了(le)火(huo)箭(jian)噴(pen)嘴(zui)的(de)溫(wen)度(du)分(fen)布(bu)
，以(yi)確(que)保(bao)尾(wei)氣(qi)的(de)相(xiang)對(dui)集(ji)中(zhong)，避(bi)免(mian)產(chan)生(sheng)熱(re)點(dian)以(yi)及(ji)維(wei)持(chi)推(tui)力(li)效(xiao)率(lv)。

作為係統連續開發的一部分

，我們希望把光學溫度成像也納入客戶數據集內。我們將使用數字溫度傳感相機和Compact視覺係統來密切、即時地監測這些溫度和更準確地記錄數據。

經驗證的成功

jingguoyixiliechenggongshiyan，shengjihoudekongzhiheshujucaijixitongzhengmingshifeichangkekaohezhunque，bingnenggoutigongjishiyouyongdeshujuji。zhetigaolekehumanyidu，bingshideAMPAC-ISP能neng夠gou在zai業ye務wu上shang繼ji續xu保bao持chi競jing爭zheng力li。基ji於yu在zai高gao海hai拔ba設she備bei所suo取qu得de的de成cheng功gong和he數shu據ju采cai集ji係xi統tong硬ying件jian的de可ke靠kao性xing
，我wo們men也ye將jiang該gai儀yi器qi裝zhuang置zhi應ying用yong於yu海hai平ping麵mian試shi驗yan站zhan點dian，最zui近jin我wo們men在zai該gai站zhan點dian上shang測ce試shi和he采cai集ji用yong於yu11,100 N（1.1噸推力）發動機的數據。