面向快速發(fā)射的固體運(yùn)載火箭技術(shù)準(zhǔn)備流程優(yōu)化

王勝永 張倩 姜威

摘 要：某型號固體運(yùn)載火箭研制時，未充分考慮后續(xù)維護(hù)使用模式，仍然借鑒以往型號的成熟經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)了技術(shù)準(zhǔn)備流程。隨著運(yùn)載火箭數(shù)量增加以及發(fā)射任務(wù)的日益增加，用戶反映測試和總裝操作工作繁雜等問題，給用戶的資源保障帶來了極大挑戰(zhàn)，因此組織開展了技術(shù)準(zhǔn)備流程優(yōu)化工作。考慮用戶現(xiàn)有人力保障和資源保障的約束，以確保使用安全、測試全面覆蓋及火箭可靠技術(shù)準(zhǔn)備為前提，統(tǒng)籌安排各項(xiàng)測試工作，對技術(shù)準(zhǔn)備流程測試項(xiàng)目進(jìn)行整合優(yōu)化。技術(shù)準(zhǔn)備流程優(yōu)化后，顯著縮短技術(shù)準(zhǔn)備工作時間，提高工作效率，創(chuàng)造可觀的效益。

關(guān)鍵詞：快速發(fā)射;技術(shù)準(zhǔn)備流程;優(yōu)化

1? 研究背景

固體運(yùn)載火箭具有“高性能、強(qiáng)生存、快反應(yīng)”的特點(diǎn)，可大幅提升我國快速進(jìn)入空間和有效利用空間的能力，是我國航天運(yùn)輸領(lǐng)域的重點(diǎn)發(fā)展方向，也是我國由“航天大國”向“航天強(qiáng)國”邁進(jìn)的重要里程碑。發(fā)射前的技術(shù)準(zhǔn)備工作是保證固體運(yùn)載火箭成功發(fā)射的前提。用戶按照規(guī)定的測試流程和技術(shù)文件要求，開展發(fā)射前的相關(guān)技術(shù)準(zhǔn)備工作后，可隨時隨地發(fā)射應(yīng)急載荷。

與液體火箭相比，固體運(yùn)載火箭具有一次配套數(shù)量多、多箭并行準(zhǔn)備復(fù)雜、集中維護(hù)難度大等突出特點(diǎn)。在某型號研制時，未充分認(rèn)識到固體運(yùn)載火箭這一獨(dú)特的維護(hù)使用模式，仍然借鑒以往型號的成熟經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)了技術(shù)準(zhǔn)備流程。但隨著用戶對運(yùn)載火箭數(shù)量增加的需求以及發(fā)射任務(wù)的日益增加，用戶反映測試項(xiàng)目、測試流程和總裝操作工作繁雜，給用戶的人員保障和資源保障帶來了極大挑戰(zhàn)，甚至可能導(dǎo)致用戶不能按時完成國家安排既定任務(wù)。

2 流程優(yōu)化途徑分析

2.1優(yōu)化流程現(xiàn)有條件

技術(shù)準(zhǔn)備流程總裝測試工作與總裝廠一致，且兩者間隔時間較短，僅經(jīng)歷運(yùn)輸環(huán)節(jié)。通過對運(yùn)輸試驗(yàn)和前期配套產(chǎn)品情況結(jié)果分析，能夠適應(yīng)運(yùn)輸環(huán)境，質(zhì)量穩(wěn)定，出廠前所作的各項(xiàng)測試結(jié)果仍然是有效的。

技術(shù)準(zhǔn)備流程設(shè)置了三次系統(tǒng)測試，在測試內(nèi)容上存在重復(fù)。在單機(jī)設(shè)備的功能性能在單元測試時完成全面考核的前提下，為減少總裝操作和狀態(tài)轉(zhuǎn)換，可對系統(tǒng)測試進(jìn)行優(yōu)化。對于不能覆蓋的測試內(nèi)容，通過增加相關(guān)的測試項(xiàng)目確保測試覆蓋性。

綜上所述，具備了技術(shù)準(zhǔn)備流程優(yōu)化的基本條件。

2.2優(yōu)化的技術(shù)途徑

在優(yōu)化流程具備條件的基礎(chǔ)上，除總體分析可開展優(yōu)化流程的工作外，還可在以下幾個方面開展優(yōu)化流程工作：

（1）技術(shù)準(zhǔn)備流程中單元測試不再開展總裝廠已完成的項(xiàng)目。目前部分箭上設(shè)備在總裝廠后開展單元測試工作，可取消技術(shù)準(zhǔn)備流程中此部分設(shè)備的單元測試工作。

（2）優(yōu)化平臺單元測試。根據(jù)平臺系統(tǒng)各性能指標(biāo)的穩(wěn)定情況，優(yōu)化平臺單元測試項(xiàng)目，取消性能穩(wěn)定的參數(shù)測試，增加導(dǎo)通絕緣自動測試設(shè)備縮短測試時間，通過算法優(yōu)化和軟件升級縮短測試時間，減少測試工作量和提高工作效率。

（3）優(yōu)化分系統(tǒng)及系統(tǒng)測試。裁減分系統(tǒng)測試、系統(tǒng)測試流程中的重復(fù)測試內(nèi)容，減少測試狀態(tài)轉(zhuǎn)換帶來的總裝操作工作量，盡可能減少如整流罩的分解再裝、火工品電纜插接與防護(hù)等工作量大、操作復(fù)雜的工作項(xiàng)目。

3? 流程優(yōu)化方案

3.1單元測試優(yōu)化

單元測試主要目的是檢查箭上各單機(jī)設(shè)備功能性能指標(biāo)滿足技術(shù)要求的情況。

目前，單元測試項(xiàng)目主要包括動力單機(jī)、管路氣密檢查、火工品、控制設(shè)備和平臺。按照“連續(xù)流動無法向上游擴(kuò)展時，使用‘超市方式控制生產(chǎn)”的精益生產(chǎn)原理，將動力單機(jī)、管路氣密檢查、火工品的單元測試前置至總裝廠，技術(shù)準(zhǔn)備流程中不再開展相關(guān)的單元測試工作。平臺單元測試項(xiàng)目優(yōu)化包括取消性能穩(wěn)定的參數(shù)測試，導(dǎo)通絕緣測試自動化，算法改進(jìn)和測試軟件升級等。通過對平臺測試數(shù)據(jù)和平臺測試項(xiàng)目特點(diǎn)進(jìn)行分析，出廠后部分性能參數(shù)穩(wěn)定，可不再開展相關(guān)測試。

優(yōu)化后的單元測試項(xiàng)目如圖1所示。

3.2分系統(tǒng)測試優(yōu)化

分系統(tǒng)測試主要是在總裝完成后，對裝備重要屬性進(jìn)行針對性的檢查。

目前分系統(tǒng)測試設(shè)置了3項(xiàng)，主要包括控制分系統(tǒng)、測量分系統(tǒng)和動力分系統(tǒng)。優(yōu)化前后分系統(tǒng)測試如圖2所示。

控制分系統(tǒng)測試內(nèi)容在系統(tǒng)測試中可以被覆蓋，取消控制分系統(tǒng)測試。考慮到在系統(tǒng)加電前需保證系統(tǒng)連接狀態(tài)的正確性，保留配電分系統(tǒng)測試。

取消測量、動力分系統(tǒng)測試。測量系統(tǒng)、動力系統(tǒng)裝箭后性能參數(shù)穩(wěn)定，且能夠在后續(xù)系統(tǒng)測試中覆蓋，可以取消分系統(tǒng)測試。

3.3系統(tǒng)測試優(yōu)化

系統(tǒng)測試是針對裝備電氣系統(tǒng)進(jìn)行的測試，目的是驗(yàn)證電氣系統(tǒng)是否滿足技術(shù)要求。

目前，系統(tǒng)測試設(shè)置了3項(xiàng)，主要包括高壓測試、發(fā)射測試和臨射低壓測試。為了減少當(dāng)前系統(tǒng)測試中的浪費(fèi)，并考慮實(shí)際實(shí)施的可行性，提出了系統(tǒng)測試優(yōu)化方案，如圖3所示。

通過對系統(tǒng)測試內(nèi)容進(jìn)行對比，存在較多的重復(fù)測試內(nèi)容。在單機(jī)設(shè)備的功能性能在單元測試時完成全面考核的前提下，為減少總裝操作和狀態(tài)轉(zhuǎn)換，僅進(jìn)行臨射測試，取消高壓測試和發(fā)射測試，對于不能覆蓋的高壓測試和發(fā)射測試內(nèi)容，通過增加相關(guān)測試確保測試覆蓋性。

4? 實(shí)踐效果

綜合考慮裝備優(yōu)化前的技術(shù)準(zhǔn)備流程，即卸車及產(chǎn)品恢復(fù)、箭體對接、整流罩分解、單元測試、分系統(tǒng)測試、系統(tǒng)測試、末修推進(jìn)劑加注、對接整流罩等項(xiàng)目，重點(diǎn)針對電氣系統(tǒng)和總裝操作工作項(xiàng)目，采取了多項(xiàng)優(yōu)化流程措施。

采用時間價(jià)值流程圖和價(jià)值分析之后，可優(yōu)化流程部分主要集中在單元測試、分系統(tǒng)測試和系統(tǒng)測試，詳見圖4。

經(jīng)過優(yōu)化后，將無價(jià)值又不須子步驟（VAN）消除后有價(jià)值子步驟的時間價(jià)值比例由32.1%提高至59.5%。

（北京宇航系統(tǒng)工程研究所，北京 100000）