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(hào)固體運(yùn)載火箭研制時(shí)，未充分考慮后續(xù)維護(hù)使用模式，仍然借鑒以往型號(hào)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(cè)試和總裝操作工作繁雜等問題，給用戶的資源保障帶來(lái)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?？紤]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(cè)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(cè)試工作，對(duì)技術(shù)準(zhǔn)備流程測(cè)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(shí)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(guó)快速進(jìn)入空間和有效利用空間的能力，是我國(guó)航天運(yùn)輸領(lǐng)域的重點(diǎn)發(fā)展方向，也是我國(guó)由“航天大國(guó)”向“航天強(qiáng)國(guó)”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(cè)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(shí)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(hào)研制時(shí)，未充分認(rèn)識(shí)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(hào)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(duì)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(cè)試項(xiàng)目、測(cè)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(lái)了極大挑戰(zhàn)，甚至可能導(dǎo)致用戶不能按時(shí)完成國(guó)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(cè)試工作與總裝廠一致，且兩者間隔時(shí)間較短，僅經(jīng)歷運(yùn)輸環(huán)節(jié)。通過對(duì)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(cè)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(cè)試，在測(cè)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(cè)試時(shí)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(duì)系統(tǒng)測(cè)試進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)于不能覆蓋的測(cè)試內(nèi)容，通過增加相關(guān)的測(cè)試項(xiàng)目確保測(cè)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(gè)方面開展優(yōu)化流程工作：

（1）技術(shù)準(zhǔn)備流程中單元測(cè)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(cè)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(cè)試工作。

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

（3）優(yōu)化分系統(tǒng)及系統(tǒng)測(cè)試。裁減分系統(tǒng)測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試流程中的重復(fù)測(cè)試內(nèi)容，減少測(cè)試狀態(tài)轉(zhuǎn)換帶來(lái)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(cè)試優(yōu)化

單元測(cè)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(cè)試項(xiàng)目主要包括動(dòng)力單機(jī)、管路氣密檢查、火工品、控制設(shè)備和平臺(tái)。按照“連續(xù)流動(dòng)無(wú)法向上游擴(kuò)展時(shí)，使用‘超市方式控制生產(chǎn)”的精益生產(chǎn)原理，將動(dòng)力單機(jī)、管路氣密檢查、火工品的單元測(cè)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(cè)試工作。平臺(tái)單元測(cè)試項(xiàng)目?jī)?yōu)化包括取消性能穩(wěn)定的參數(shù)測(cè)試，導(dǎo)通絕緣測(cè)試自動(dòng)化，算法改進(jìn)和測(cè)試軟件升級(jí)等。通過對(duì)平臺(tái)測(cè)試數(shù)據(jù)和平臺(tái)測(cè)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(cè)試。

優(yōu)化后的單元測(cè)試項(xiàng)目如圖1所示。

3.2分系統(tǒng)測(cè)試優(yōu)化

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

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

控制分系統(tǒng)測(cè)試內(nèi)容在系統(tǒng)測(cè)試中可以被覆蓋，取消控制分系統(tǒng)測(cè)試?？紤]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(cè)試。

取消測(cè)量、動(dòng)力分系統(tǒng)測(cè)試。測(cè)量系統(tǒng)、動(dòng)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(cè)試中覆蓋，可以取消分系統(tǒng)測(cè)試。

3.3系統(tǒng)測(cè)試優(yōu)化

系統(tǒng)測(cè)試是針對(duì)裝備電氣系統(tǒng)進(jìn)行的測(cè)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(cè)試設(shè)置了3項(xiàng)，主要包括高壓測(cè)試、發(fā)射測(cè)試和臨射低壓測(cè)試。為了減少當(dāng)前系統(tǒng)測(cè)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(cè)試優(yōu)化方案，如圖3所示。

通過對(duì)系統(tǒng)測(cè)試內(nèi)容進(jìn)行對(duì)比，存在較多的重復(fù)測(cè)試內(nèi)容。在單機(jī)設(shè)備的功能性能在單元測(cè)試時(shí)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(cè)試，取消高壓測(cè)試和發(fā)射測(cè)試，對(duì)于不能覆蓋的高壓測(cè)試和發(fā)射測(cè)試內(nèi)容，通過增加相關(guān)測(cè)試確保測(cè)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(duì)接、整流罩分解、單元測(cè)試、分系統(tǒng)測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試、末修推進(jìn)劑加注、對(duì)接整流罩等項(xiàng)目，重點(diǎn)針對(duì)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(shí)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(cè)試、分系統(tǒng)測(cè)試和系統(tǒng)測(cè)試，詳見圖4。

經(jīng)過優(yōu)化后，將無(wú)價(jià)值又不須子步驟（VAN）消除后有價(jià)值子步驟的時(shí)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）