運(yùn)載火箭總裝氣密試驗(yàn)多余物控制方法解析

范文杰 屈明杰

摘 ? 要：多余物控制是提升運(yùn)載火箭產(chǎn)品質(zhì)量的重要方法，本文簡(jiǎn)析了氣密試驗(yàn)特征與多余物控制存在問(wèn)題，圍繞實(shí)行總裝氣密試驗(yàn)全過(guò)程控制、靈活運(yùn)用多余物自動(dòng)檢測(cè)方法、提高多余物控制管理力度三個(gè)層面，探討了運(yùn)載火箭總裝氣密試驗(yàn)中多余物的具體控制方法，以期為運(yùn)載火箭總裝氣密試驗(yàn)精細(xì)化控制與航天產(chǎn)品質(zhì)量控制提供參考。

關(guān)鍵詞：運(yùn)載火箭 ?氣密試驗(yàn) ?多余物控制

中圖分類號(hào)：V55 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2020）02（b）-0002-02

運(yùn)載火箭總裝氣密試驗(yàn)是檢測(cè)總裝階段導(dǎo)管和閥門等產(chǎn)品密封性、功能性、裝配質(zhì)量的重要手段，應(yīng)嚴(yán)格基于QJ2850A-2011《航天產(chǎn)品多余物預(yù)防與控制》要求厘清多余物控制的過(guò)程、方法與分類標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)對(duì)氣密試驗(yàn)過(guò)程中多余物檢查與排除方法的深入分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)多余物的有效控制，降低航天事故發(fā)生幾率。

1 ?運(yùn)載火箭氣密試驗(yàn)特征與多余物控制問(wèn)題分析

1.1 氣密試驗(yàn)特征

1.1.1 操作流程繁瑣

運(yùn)載火箭箭體龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，箭上各系統(tǒng)的氣密指標(biāo)、測(cè)試功能存在差異。例如由我國(guó)自主研發(fā)的某型號(hào)火箭，其中一個(gè)部段包含5個(gè)氣密階段，各階段均有10項(xiàng)氣密要求，各項(xiàng)氣密要求含有約30項(xiàng)操作步驟，凸顯出氣密流程的繁瑣性特征。

1.1.2 地面設(shè)備操作復(fù)雜

在氣密試驗(yàn)過(guò)程中涉及到自動(dòng)化操作設(shè)備與手動(dòng)設(shè)備的交替使用，例如在某型號(hào)火箭某部段的1個(gè)氣密階段中，共需使用55塊壓力表與58只手動(dòng)開關(guān)，增加了實(shí)際操作的復(fù)雜性，對(duì)于操作人員技能水平提出了較高的要求[1]。

1.1.3 試驗(yàn)周期較長(zhǎng)

通常氣密試驗(yàn)需貫穿在運(yùn)載火箭總裝的全過(guò)程中，部分涉及到重復(fù)測(cè)量的氣密試驗(yàn)增加了地面設(shè)備的使用頻次，導(dǎo)致箭上產(chǎn)品、地面設(shè)備需多次連接、斷開，在此過(guò)程中增加了多余物產(chǎn)生的幾率。

1.2 多余物控制存在問(wèn)題

1.2.1 控制對(duì)象覆蓋范圍廣

多余物控制對(duì)象涉及到人員、設(shè)備、氣源、方法、環(huán)境等方面，需將控制措施滲透到氣密試驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)與方面，任一方面的缺失均有可能引發(fā)多余物問(wèn)題。

1.2.2 多余物檢查手段匱乏

受運(yùn)載火箭管路系統(tǒng)產(chǎn)品總裝結(jié)構(gòu)的影響，當(dāng)前普遍采用目視法進(jìn)行多余物檢查，檢查手段單一、檢查范圍受限，同時(shí)主要依賴去除法排除裸露在產(chǎn)品外表面的多余物，針對(duì)隱蔽空間中多余物的排除方法仍有待完善。

1.2.3 多余物類型不可控

在總裝氣密試驗(yàn)的部分環(huán)節(jié)中，難以確定相應(yīng)控制對(duì)象可能產(chǎn)生多余物的具體類型，并且缺乏與之對(duì)應(yīng)的多余物檢查與排除方法，導(dǎo)致多余物控制仍存在空白環(huán)節(jié)。

2 ?運(yùn)載火箭總裝氣密試驗(yàn)中多余物的具體控制方法探討

2.1 實(shí)行總裝氣密試驗(yàn)全過(guò)程控制

2.1.1 試驗(yàn)前控制

在總裝氣密試驗(yàn)前，需落實(shí)常規(guī)管理檢查工作，包括檢查操作人員是否穿戴專用工作服，禁止在現(xiàn)場(chǎng)攜帶首飾等私人物品;檢查工具和設(shè)備外觀是否完好，保障設(shè)備在有效期內(nèi)使用，并在使用前完善使用數(shù)量、時(shí)間、試驗(yàn)類型等具體清單的登記檢查工作;采用溫濕度計(jì)針對(duì)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)溫濕度進(jìn)行檢查與記錄，完成現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、工具臺(tái)、地面管路及設(shè)備的清潔工作;采用塵埃粒子器針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)塵埃粒子進(jìn)行檢測(cè);采用露點(diǎn)儀針對(duì)氣源質(zhì)量的露點(diǎn)、雜質(zhì)含量進(jìn)行檢查等。

2.1.2 試驗(yàn)中控制

在氣密試驗(yàn)過(guò)程中，需在連接氣源管路與地面管路前做好管路的放氣處理，采用吹除法針對(duì)地面管路、箭上管路進(jìn)行低壓吹氣清潔;基于過(guò)濾法選取專用過(guò)濾器針對(duì)地面管路、箭上產(chǎn)品連接環(huán)節(jié)進(jìn)行過(guò)濾處理;嚴(yán)格依托安裝工藝文件要求開展氣密試驗(yàn)，并且在配置、盛裝檢漏溶劑時(shí)需遠(yuǎn)離產(chǎn)品。

2.1.3 試驗(yàn)后控制

在氣密試驗(yàn)后，需做好放氣速率控制工作，擦干附著在產(chǎn)品表面的冷凝水;針對(duì)部分貯箱類產(chǎn)品進(jìn)行氣密性測(cè)試后，需采用置換法完成氣體置換，同時(shí)充低壓保護(hù)，避免外部空氣進(jìn)入到產(chǎn)品中;針對(duì)地面設(shè)備、各管路、箭上產(chǎn)品的開口部位應(yīng)進(jìn)行逐一檢查，做好開口部位的封堵工作，防止多余物進(jìn)入[2]。

2.2 靈活運(yùn)用多余物自動(dòng)檢測(cè)方法

2.2.1 微粒碰撞噪聲檢測(cè)法

采用該檢測(cè)方法需將受試件固定在振動(dòng)臺(tái)傳感器上，以電壓的形式將傳感器捕捉到的多余物在機(jī)械沖擊與振動(dòng)下在受試件內(nèi)部滑動(dòng)、撞擊產(chǎn)生的聲音輸出，操作人員通過(guò)觀察揚(yáng)聲器、示波器上傳達(dá)出的聲音及信號(hào)波形即可實(shí)現(xiàn)對(duì)多余物的檢測(cè)判斷，完成多余物的自動(dòng)檢測(cè)。

2.2.2 基于小波變換的X射線圖像邊緣檢測(cè)法

采用該方法實(shí)現(xiàn)對(duì)多余物空間位置的測(cè)定，由控制系統(tǒng)對(duì)機(jī)械系統(tǒng)發(fā)出指令，調(diào)整X射線源、物體、成像系統(tǒng)間的位置關(guān)系，獲取多角度圖像，并基于小波變換理論利用視差計(jì)算出多余物的三維位置尺寸，可獲取到較為精確的測(cè)量值[3]。

2.2.3 整合X射線與顆粒碰撞噪聲檢測(cè)法

采用該方法實(shí)現(xiàn)對(duì)可動(dòng)多余物的檢查，利用X射線完成對(duì)被測(cè)產(chǎn)品的照相，完成器件內(nèi)部多余物位置的檢測(cè)與標(biāo)定，隨后開展PIND實(shí)驗(yàn)，待多余物位置變換后再次照相。將兩次照相結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，用于判斷多余物是否可動(dòng)，并通過(guò)觀察X射線圖像判斷多余物所處位置、外形與體積等信息。

2.3 提高多余物控制管理力度

倘若在總裝氣密試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有產(chǎn)品存在多余物，應(yīng)采用拍攝照片與文字記錄相結(jié)合的方式進(jìn)行多余物位置的記錄，將取出的多余物進(jìn)行妥善保存，查明多余物產(chǎn)生的原因，并提供解決措施;做好質(zhì)量問(wèn)題的歸零工作，必要時(shí)可組織舉一反三工作，并針對(duì)發(fā)現(xiàn)多余物的產(chǎn)品進(jìn)行隔離處理。同時(shí)，需將預(yù)防與控制評(píng)審工作貫穿到氣密總裝試驗(yàn)過(guò)程中，嚴(yán)格審查在產(chǎn)品試驗(yàn)過(guò)程中是否落實(shí)多余物防控措施以及針對(duì)發(fā)現(xiàn)多余物問(wèn)題的處理情況，完善產(chǎn)品質(zhì)量保障;針對(duì)在多余物處理過(guò)程中采取的技術(shù)或管理措施，需基于有效性指標(biāo)組織開展評(píng)審工作，并且確保將多余物控制結(jié)論囊括在出廠產(chǎn)品質(zhì)量復(fù)查報(bào)告中。此外，還需落實(shí)好各級(jí)人員對(duì)多余物預(yù)防與控制工作的培訓(xùn)，保障其能夠嚴(yán)格執(zhí)行制度規(guī)定、實(shí)行規(guī)范化操作，掌握最新的多余物檢查與排除方法，并且做好總裝與測(cè)試交接過(guò)程中的多余物控制管理，保障產(chǎn)品順利出廠、提升產(chǎn)品質(zhì)量。

3 ?結(jié)語(yǔ)

總體來(lái)看，在運(yùn)載火箭總裝氣密試驗(yàn)中的多余物防控工作對(duì)于運(yùn)載火箭裝配質(zhì)量具有重要影響，對(duì)此還需圍繞試驗(yàn)前、試驗(yàn)中、試驗(yàn)后三個(gè)階段建立全過(guò)程控制機(jī)制，靈活運(yùn)用自動(dòng)檢測(cè)方法與人工排除手段，配合管理措施與技術(shù)手段提升多余物防控水平，以便創(chuàng)設(shè)優(yōu)質(zhì)裝配環(huán)境，提升運(yùn)載火箭總裝質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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