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地面点火试验的目的与要求

【摘要】:地面点火试验是将发动机安装于推力测试台架上,在静止状态下对发动机进行点火工作并记录推力、压力、温度等性能参数的试验过程。在固体火箭发动机不同的研制阶段,对地面点火试验的目的和要求也不尽相同。在批生产阶段,要完成发动机部件及整体结构的抽样检验性质的地面点火试验,保证发动机生产过程的技术要求措施的落实情况,检验发动机性能参数是否满足产品设计指标规定的范围。

固体火箭发动机的研制流程是由设计、试制、试验等环节组成的,试验是其中的关键环节。因为设计过程需要通过试验环节得到的数据来考核发动机的性能和可靠性是否达标、如何改进,同时发动机可能存在的问题要通过各种试验来检验论证并寻找解决问题的方向,然后再以试验来验证存在的问题是否得以解决。

地面点火试验是将发动机安装于推力测试台架上,在静止状态下对发动机进行点火工作并记录推力、压力、温度等性能参数的试验过程。在固体火箭发动机不同的研制阶段,对地面点火试验的目的和要求也不尽相同。无论哪个研制阶段,发动机试验要达到以下目的:

(1)考核固体火箭发动机结构的合理性和可靠性;

(2)考核固体火箭发动机各分系统相互之间的匹配性。

(3)测试固体火箭发动机的推力-时间曲线、压力-时间曲线、壳体温度等特征参数。

(4)测试其他需要测量得到的特性参数。

在规划和开展地面点火试验时,应满足以下基本要求:

(1)经济性:由于发动机造价昂贵,不便于重复利用,能够开展的地面推力试验的数量有限,因此每次地面点火试验应尽可能多地获取信息。

(2)实用性:在试验流程规划时尽可能避免由于测试流程和人工误差带来的额外误差,提高测试结果准确性和可靠度。

(3)先进性:采用高测量精度的测试系统,提高评价发动机性能指标的可信度。

固体火箭发动机地面试验是给发动机研制定型生产各个阶段提供充分可靠数据支撑和指导。

在预研阶段,由于新理念、新材料、新工艺等技术理论的采用,期间需要大量的各类单项试验来评估发动机总体设计的正确性、新组件的可靠性、新推进剂的能量特性等。只有经充分评估确认满足设计要求的各项新材料、新工艺才可以用于新发动机的研制。

在模样阶段,需要对发动机总体工艺的可行性、各结构完整性和各项新材料、技术、工艺、部件之间的适应性、整体性进行评估。用充分的试验项目来暴露发动机模样设计方案可能存在的缺陷,为发动机下一阶段设计方案提供改进方向。

在初样阶段,固体火箭发动机的总体设计方案已定型,各组件的外形结构、材料等已基本确定,需要进行充分试验考核发动机设计方案对总体技术指标的满足程度。例如针对使用条件开展环境适用性试验:振动冲击、加速度测试、运输可靠性、温度循环冲击、贮存试验等,结合一项或几项环境性试验考核开展地面点火试验,考核发动机的工作可靠性。

在试样阶段,应当开展发动机系统级试验,用试验数据评价考核发动机内弹道参数的精度,为发动机参与全程无控飞行试验提高必要的数据。同时通过大量性能重复性试验考核发动机性能参数的稳定性,为设计定型生产做样本储备。

在批生产阶段,要完成发动机部件及整体结构的抽样检验性质的地面点火试验,保证发动机生产过程的技术要求措施的落实情况,检验发动机性能参数是否满足产品设计指标规定的范围。