T/YH 1005—2020《運載火箭錐體類結構靜強度試驗方法》

易果 徐姣 梁金華

（上海航天精密機械研究所，上海，201600）

1 背景情況

運載火箭的靜強度和靜剛度試驗為型號研制初期非常重要的一項力學試驗，通過靜力試驗，可判定箭體結構靜強度和靜剛度水平是否滿足設計要求，為改進結構設計、驗證或修正強度計算方法提供依據，同時可考核箭體結構生產的工藝水平是否穩定，并為結構可靠性設計積累數據。

近些年來，隨著我國新一代運載火箭加快研制，靜強度試驗專業領域取得了較大的發展，大量新技術、新方法涌現于型號靜強度試驗，試驗結構件不僅涵蓋了傳統的常溫貯箱、薄壁短殼、尾段、箱間段等，也新增了低溫貯箱、級間錐段、斜頭錐、曲面尾翼等復雜結構件，同時，試驗載荷也由軸壓或內壓發展為低溫軸內壓載荷、大集中力偏心軸壓載荷、多艙段多工況同步協調加載載荷等。尤其是各種錐體類結構的涌現，出現了大量異于傳統的試驗方法和試驗工況，急需對其總結歸納，并引申為一部標準，作為今后開展此類結構件的試驗依據。

通過T/YH 1005—2020 《運載火箭錐體類結構靜強度試驗方法》 的制定，規范、指導運載火箭錐體類結構的靜強度試驗方法，明確試驗實施過程中的各種試驗方法的適用范圍、目的、依據、工況類型等詳細內容，使我國運載火箭頭錐結構靜強度試驗更加規范化、標準化，從而到達提升運載火箭靜力試驗一致性、可重復性及安全性的目的。

2 主要內容

標準規定了運載火箭錐體類結構靜強度試驗的試驗目的及依據、試驗系統組成及原理、試驗要求、試驗加載方法、試驗測量方法、試驗程序等。標準適用于運載火箭整流罩錐段、支承艙、錐形級間段、助推器頭錐等錐體類結構的靜強度試驗，其他火箭艙段結構的靜強度試驗也可參照使用。標準中主要章節及內容如下。

a）試驗目的及依據：試驗應以試驗委托方提供的試驗任務書、試驗大綱或其它有效技術文件為依據。

b）試驗系統組成及原理：試驗系統一般由加載控制系統、測量系統和試驗工裝組成，試驗時，通過加載設備和試驗工裝對結構進行靜載荷模擬加載，以驗證結構設計的合理性；通過測試設備和傳感器進行測量，以獲取結構在靜載荷作用下的力學性能。

c）試驗要求：包括試驗件、試驗設備、試驗工裝、試驗邊界約束方法、試驗場地及環境、參試人員等要求。

d）試驗加載方法：包括截面軸壓載荷加載、截面彎矩載荷加載、截面剪力載荷加載、偏置集中力載荷加載、外壓載荷加載、組合載荷加載等方法。

e）試驗測量方法：包括應變測量、位移測量、力測量、壓力測量等方法。

f）試驗程序：包括試驗準備、試驗系統安裝、預試驗、試驗系統檢查、正式試驗、試驗結束等步驟。

g）試驗報告編制：包括數據處理、報告編制內容及文件資料歸檔等要求。

3 應用場景和意義

在標準編制前期，編制組對國內外相關標準進行了有針對性的調研和查證。目前檢索到的國內外同類標準中，涉及運載火箭結構靜力試驗的標準的主要有GJB 1027A—2005 《運載器、上面級和航天器試驗要求》、QJ 1917—1990 《彈道式導彈彈頭殼體靜強度與剛度試驗規范》、QJ 2067—1991 《彈道式導彈彈體靜、熱強度與靜、熱剛度試驗規范》、NASA-STD-5001 Structural Design and Test Factors of Safety for Spaceflight Hardware。其中GJB 1027A—2005 是航天產品環境試驗中最直接且具有指導性意義的標準。GJB 1027A—2005 制定主要參考了美國軍用標準MIL-STD-1540B、MIL-STD-1540C、MIL-STD-1540E、美國軍用手冊MIL-HDBK-340A Vol I和歐洲空間合作組織標準ECSS-E-10-13。該標準從2005 年頒布執行，它為運載器、上面級和航天器整個研制過程的試驗計劃提供經濟有效的依據和指導。該標準作為系統指導性標準，對靜強度試驗的方法本身涉及的內容較少。

本標準是在充分借鑒上述國內外標準中相關技術要求的基礎上，緊密圍繞尾翼這一運載火箭典型結構的強度分析與試驗驗證兩方面內容進行編寫的，標準中規定的技術內容既不違背現行標準，同時又比現行標準更具有指導性和可操作性。

4 主要起草單位介紹

上海航天精密機械研究所（八〇〇所）隸屬于中國航天科技集團公司第八研究院，前身為建于1958 年的原國防部五院一分院第二設計部，是我國第一代地空導彈研究設計單位之一，現主要承擔戰術武器總體結構和總裝綜測、運載火箭箭體結構和大型強度環境試驗等航天軍工產品的研制、生產任務。六十年來，八〇〇所先后研制、生產了數十個型號防空導彈武器，多個武器型號成為國防主戰裝備；參與研制了風暴一號、長征二號、長征三號、長征四號和長征五號、長征六號等新一代運載火箭；參與載人航天工程神舟飛船、天宮空間站等型號研制工作，作為中國航天和軍工行業的骨干單位，為中國航天事業和裝備現代化作出了杰出貢獻。

目前，八〇〇所具有強度環境試驗技術服務、輕合金材料研制、激光智能裝備開發等30余項專業技術與產品開發能力，并與上海交大、哈工大、機械科學研究總院等二十余家科研機構建立了長期合作關系。掌握了鎂合金稀土元素配比優化、鑄造鎂合金晶粒細化、鈦合金復雜結構件選區激光熔化增材制造等關鍵技術，研制了國內尺寸最大的集超塑成形、擴散焊、釬焊等功能于一體的真空復合成形裝備，并可在高性能輕合金材料開發、構件快速制造、試驗檢測等方面為客戶提供一體化解決方案。