2023年2月16日11点54分,工程热物理研究所牵头,联合国内十余家单位共同研制的载人空间站燃烧柜科学实验系统成功进行了首次在轨点火实验,后续开展了多次在轨燃烧实验。上述实验初步验证了燃烧柜科学实验系统功能的完备性及整体实验流程的准确性与科学性,获得了甲烷-氧气部分预混火焰(内圆锥状火焰)高速高分辨率的图像和视频等微重力燃烧科学数据。
燃烧柜科学实验系统是载人空间站梦天实验舱内的重要科学设备,在我国太空实验室搭建了可扩展的综合性燃烧科学实验平台,系统复杂、技术指标高、研制难度大。用于开展微重力环境下多相、非均相、多物理场耦合等燃烧过程的本质规律研究,通过在轨更换实验插件,能够支持气态、液态、固态多种燃料的科学实验。
2022年10月31日随梦天实验舱发射入轨以来,历时4个月,研究所根据梦天实验舱月事件计划,科学合理规划测试任务,编写测试大纲和航天员操作指南,在有效载荷运行管理中心与航天员天地协同,先后完成燃烧柜科学实验系统设备供电检查、实验插件在轨装调、进排气系统测试、点火及科学图像采集等多项功能测试试验,系统在轨运行近50小时,性能参数正常。
后续将开展不同点火工况的流量配比参数与燃烧诊断设备配置参数的调优测试,按照我国微重力燃烧科学领域规划,实施包含79项实验目标的10个研究计划。在2023年底前,预计完成40次以上的在轨燃烧实验,为我国微重力燃烧领域取得第一批空间站实验数据,服务地面和空天燃烧应用装置、材料合成相关理论的发展。
燃烧柜科学实验系统甲烷燃烧图像(左)与地面同种工况甲烷燃烧图像(右)