運載火箭測試發射相關分析

高琪 顧懿 王磊

摘 要：目前長三甲火箭系列運載火箭系列作為中國的一代主力運載火箭已成功發射完成第100次成功發射，結合實際火箭工程實踐經驗和應用人工聰慧智能等新技術，討論了運載火箭發射測試系統發射過程控制系統技術未來發展的研究方向及一些關鍵技術，給出了可行的相關技術發展路線。

關鍵詞：長三甲系列;運載火箭;測試發射控制技術

1測試發射控制系統發展

長三甲一號系列運載火箭投入服役25年以來，地面遠控測試火箭發射系統控制管理系統共先后經歷了3個主要發展升級階段：近距離遠控測試火箭發射系統控制管理系統;第1代采用遠控“三化”式的測試火箭發射系統控制管理系統;第2代采用遠控更新改造后的測試火箭發射系統控制管理系統。

1.1近距離測試發射控制系統

長三甲一號系列運載火箭遠程測試衛星發射遠程控制管理系統最早可以追溯到20世紀八、九十年代，它主要是在現代長征十一二號火箭系列和現代長征三號系列測試火箭發射遠程控制管理系統的技術基礎上，采用當時較為先進的控制技術和系統設計控制思想，進行了重新設計研發和綜合設計研制生產，最終在90年代初基本形成了長三甲一號系列運載火箭發射近距離遠程測試火箭發射遠程控制管理系統（中文簡稱近程遠控系統，相對于它的后續系列遠控控制系統進行命名）。

1.2第1代遠程測試發射控制系統

長三甲二號火箭系列運載火箭第1代遠程發射試驗火箭測試運載火箭發射系統設計控制過程管理發射系統設計工作思路原理系統設計思路如以下框框中的圖1所示。與近控網絡通信技術相比最大的主要技術變化之處在于是，采用輕質高可靠單遙控模塊的視頻光纖物理介質使用即可輕松進行視頻遙控器和遠距離的音視頻網絡通信。

系統測試管理功能系統采用了對觸發測試時間更加嚴格的自動測試管理系統和自動數字測試筆錄儀，通過以太網將系統測試數據結果實時送到后端，大大提高了系統的數據監測功能范圍，為系統操作手執行決策過程提供了大量更多元的信息，大幅度地降低了使用操作手的風險。

現在總體來看，第1代平行遠控主動測試應急發射通道控制技術系統仍然一直存在控制系統數據體積大、冗余度不高，應急發射通道控制數據冗余量明顯不足的主要缺點，但已經實現了從被動近控控制到主動遠控的控制模式技術突破。通過充分采用新材料技術和新設計思路，提高了系統的安全自動化管理程度，使得整個系統結構組成與功能布局更加合理.

1.3第2代火箭遠控更新改造工程測試火箭發射系統控制導航系統

在系統設計工作原理上，第2代自動遠控更新改造后的測試場所發射流程控制管理系統之后可以同時實現全部測試發射場所的測試、發射、控制三個流程的"無人化"自動測試發控，通過系統規劃好的自動測試發射路徑即可開展發射自動測試、自動發射判斷解讀、自動發射狀態實時監測、自動實時發出遠控系統關鍵技術控制指令。使用該控制處理系統在全部進入自動發射控制流程后，可實現“一鍵啟動”并自動同時完成全部的控制系統性能測試、狀態信號確認、轉電回路控制等系統操作，全套火災應急處理預案也可以轉為自動發射流程，僅同時保留人工的自動點火和外部應急預案通道自動控制兩個功能。

2運載火箭測試發射控制系統發展展望

隨著綜合應用技術、綜合應用電子技術、互聯網信息技術、故障檢測診斷分析技術等的不斷進步發展，未來箭上探測設備上的智能化應用程度也將逐步得到提升，對基于地面綜合測試試驗發射能力控制支持系統的綜合測試發射能力裝備需求將逐步大大減弱，靶場安全保障與測試發射控制支持工作人員也將逐步大大減少。地面發射測試衛星發射自動控制中心系統將充分借助強大的自動數據處理控制能力對全球海量衛星測試發射數據和運行狀態監測信息系統進行數據綜合分析處理。

2.1遠程發射支持系統

該遠程火箭技術測試應用平臺可以使所有更高效率地盡量減少那些遠離快速發射工作場所的技術人員，充分利用遠程軟硬件結合技術研發資源與遠程技術專家組的遠程智力聯合研究技術資源，提高遠程技術測試運載火箭快速發射時的工作效率，在遠程期間即可輕松實現運載火箭的快速遠程發射智能響應。同時，也因此建議大家可以通過考慮能夠使有限的軌道發射飛行測試人員達到可以進行兼顧多發次運載火箭的軌道發射飛行測試或者火箭發射飛行試驗等的任務。

2.2敏捷測試與發射技術

現役大型運載火箭的快速測試試射發控控制模式已經遠遠不至于能夠完全滿足未來運載火箭的超高運載密度、敏捷快速測發的技術要求，商業試驗發射系統市場競爭愈來越激烈，為了有效縮短試驗發射時間周期、增加試驗發射運行效率、減少試驗發射設備費用、降低試驗發射過程成本，基于衛星云計算數據服務的全新智能一體化快速測試和試驗發射過程控制管理系統將被廣泛視為運載火箭的快速測試與試射發控控制系統的研究重點和發展趨勢。

2.3預埋式預案實施技術

測試預案發射靶場控制技術系統測試預案目前以教論文本書的形式予以呈現，在傳統靶場技術測試階段需要組織技術人員進行學習，當系統出現了技術故障時可由操作手通過檢索查找預先設計打印好的故障處理預案方法和測試預案故障手冊資料來決定采取與預案相應的故障處理方式。根據系統的實際故障處理診斷分析結果自動確定每個故障可能發生點的位置，并根據測試預案故障處理操作流程或故障重點處理原則自動準確地組織給出故障處理預案措施并自動組織執行，提高了測試預案的設計實施工作效率和系統內的智能化管理水平，降低了系統的故障傷亡和性能受到故障影響大的程度，提高了靶場測試的系統安全性。

3結語

本文通過研究總結長三甲火箭系列運載火箭的對空地面發射檢測試驗發射運行控制管理系統的主要技術發展進步與應用發展，分析了不同發展階段的該控制系統主要技術發展優勢與應用特點，總結了其他長三甲火箭系列運載火箭的對地測試試驗發射運行控制管理系統的技術應用與經驗借鑒。

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