張浩 李艷俠

（1北京動力機(jī)械研究所，北京，100074；2北京航天試驗(yàn)技術(shù)研究所，北京，100074）

1 飛航導(dǎo)彈固體火箭發(fā)動機(jī)組成及特點(diǎn)

飛航導(dǎo)彈一般為有翼導(dǎo)彈，是依靠噴氣發(fā)動機(jī)的推力和翼面產(chǎn)生升力在大氣層內(nèi)飛行，在主要飛行段內(nèi)利用翼面控制其飛行軌跡的導(dǎo)彈?，F(xiàn)代軍事中常用的防空導(dǎo)彈、空空導(dǎo)彈、反艦導(dǎo)彈、空地導(dǎo)彈、反坦克導(dǎo)彈和巡航導(dǎo)彈等都屬于飛航導(dǎo)彈的范疇。

相對于航天火箭、彈道式導(dǎo)彈動輒直徑幾米，長度數(shù)十米，重量幾十噸而言，飛航導(dǎo)彈一般直徑和長度較小 （直徑一般不超過0.8米，長度1米左右，長的也不過二三米），屬于小巧玲瓏的類型。即使是像俄羅斯研制的 “航母殺手” “寶石”、 “馬斯基特”等飛航導(dǎo)彈的 “大個頭”，重量也不過四五噸。當(dāng)然，隨著世界形勢的發(fā)展，遠(yuǎn)程精確打擊和遠(yuǎn)程防空反導(dǎo)日益受到重視，飛航導(dǎo)彈的 “個頭”也肯定會不斷加大，但體積和重量相對較小、使用靈活仍將是其長期具有的特點(diǎn)。

固體火箭發(fā)動機(jī)是飛航導(dǎo)彈的重要動力裝置形式，除了部分空射型導(dǎo)彈之外，一般飛航導(dǎo)彈都需要固體火箭發(fā)動機(jī)做動力。飛航導(dǎo)彈固體火箭發(fā)動機(jī)一般由安全點(diǎn)火系統(tǒng)、裝藥燃燒室及噴管和連接密封件等組成。 “安全點(diǎn)火系統(tǒng)”用于保證發(fā)動機(jī)存放或戰(zhàn)斗值班過程中的安全，確保導(dǎo)彈發(fā)射時能夠迅速可靠啟動發(fā)動機(jī)； “裝藥燃燒室”用來存放發(fā)動機(jī)的推進(jìn)劑，同時也是推進(jìn)劑燃燒的工作室，是為發(fā)動機(jī)貯存和提供推力能量的重要部件； “噴管”是在發(fā)動機(jī)工作時把熱能轉(zhuǎn)換成高速噴射的燃?xì)鈩幽艿闹匾考?，由于噴射的氣流一般都是超聲速的，因此一般采用收縮+擴(kuò)張的拉瓦爾結(jié)構(gòu)形式。

固體火箭發(fā)動機(jī)是飛航導(dǎo)彈的主要動力裝置，是導(dǎo)彈不可或缺的組成部分。飛航導(dǎo)彈固體火箭發(fā)動機(jī)根據(jù)用途主要分為三大類：助推器、續(xù)航發(fā)動機(jī)、助推續(xù)航一體發(fā)動機(jī)，可根據(jù)導(dǎo)彈的射程和飛行彈道形式來選擇所需固體火箭發(fā)動機(jī)的類型。

a）用作助推器即為導(dǎo)彈起飛加速動力裝置。比如，美國 “捕鯨叉”反艦導(dǎo)彈、 “戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈；俄羅斯 “冥河”、 “寶石”、 “馬斯基特”反艦導(dǎo)彈；英國 “長劍”地空導(dǎo)彈、 “海蛇”、“海標(biāo)槍”艦空導(dǎo)彈；法國 “織女星”地空導(dǎo)彈等，都是采用固體火箭發(fā)動機(jī)作為助推器。這類固體火箭發(fā)動機(jī)一般長度較短，直徑等于彈徑或比彈徑稍大，呈短粗形，噴管一般較短。這類發(fā)動機(jī)工作時間短、推力大，且在很短的時間就結(jié)束工作，將導(dǎo)彈二級加速到續(xù)航發(fā)動機(jī)接力馬赫數(shù)后分離。比較特殊的如法國 “飛魚”空艦導(dǎo)彈助推器采用環(huán)形燃燒室結(jié)構(gòu)，與發(fā)動機(jī)組成 “聯(lián)合動力裝置”，工作后不分離；一些反坦克導(dǎo)彈起飛動力裝置工作后也不分離。

b）續(xù)航發(fā)動機(jī)作為反艦、地空、反導(dǎo)、空地、反坦克等相對短程導(dǎo)彈的發(fā)動機(jī)。這類發(fā)動機(jī)一般直徑與彈徑相同或向前逐漸變小，作為彈體的一部分，長度較長，呈細(xì)長形，多數(shù)噴管帶有一定長度的尾管結(jié)構(gòu)；工作形式比較多樣，有小推力長時間工作的、單室雙推力的、單室多推力的、甚至是雙脈沖的、推力可調(diào)的等。一般都具有推力較小、工作時間較長的特點(diǎn)。比如，美國 “標(biāo)準(zhǔn)”系列防空反導(dǎo)導(dǎo)彈，在不同的時期就分別采用了單室雙推力發(fā)動機(jī)、脈沖發(fā)動機(jī)等多種形式的固體火箭發(fā)動機(jī)， “霍克”地空導(dǎo)彈采用了單室雙推力固體火箭發(fā)動機(jī)；法國的 “飛魚”空艦導(dǎo)彈采用了小推力長時間工作發(fā)動機(jī)，工作時間長達(dá)150s；德國FOG-M反坦克導(dǎo)彈發(fā)動機(jī)采用雙室多脈沖設(shè)計(jì)。

c）作為助推續(xù)航一體的發(fā)動機(jī)，主要形式有單推力發(fā)動機(jī)、單室雙推力發(fā)動機(jī)和雙 （多）脈沖發(fā)動機(jī)。這類發(fā)動機(jī)一般用于防空、空空、空地和反坦克導(dǎo)彈等，一般是細(xì)長結(jié)構(gòu)，多數(shù)帶有一定長度的尾管，總工作時間相對較長。如，以色列 “怪蛇 3”、 “怪蛇 4”空空導(dǎo)彈發(fā)動機(jī)；英國 “旋火”反坦克導(dǎo)彈發(fā)動機(jī)；美國“哈姆”高速反輻射導(dǎo)彈、改進(jìn) “百舌鳥”發(fā)動機(jī)等均為單室雙推力發(fā)動機(jī)。隨著導(dǎo)彈射程增加的需求日益迫切，近年來，增大射程的空地導(dǎo)彈、空空導(dǎo)彈、防空導(dǎo)彈紛紛采用脈沖固體火箭發(fā)動機(jī)。

2 飛航導(dǎo)彈固體火箭發(fā)動機(jī)標(biāo)準(zhǔn)需求

飛航導(dǎo)彈固體火箭發(fā)動機(jī)主要為中小型尺寸，長期以來相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用和工作主要側(cè)重于中小型固體火箭發(fā)動機(jī)標(biāo)準(zhǔn)；大型發(fā)動機(jī)在飛航導(dǎo)彈中更多用作助推器，而有關(guān)大型固體火箭發(fā)動機(jī)標(biāo)準(zhǔn)主要側(cè)重于助推器功能的固體火箭發(fā)動機(jī)，對長時間工作的大型發(fā)動機(jī)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和標(biāo)準(zhǔn)化工作欠缺。同時，由于飛航導(dǎo)彈固體火箭發(fā)動機(jī)雖然大多 “個子”較小，但結(jié)構(gòu)形式豐富多樣，技術(shù)要求復(fù)雜，應(yīng)用和發(fā)展差異較大，當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范偏于同質(zhì)，對特定需求和細(xì)化上還應(yīng)該更深一步。

再者，由于國際形勢的發(fā)展，當(dāng)今世界相比二戰(zhàn)后的任何時候都不太平，飛航導(dǎo)彈向大射程、高速度、高機(jī)動、密火力方向發(fā)展，平臺載彈量大增，對固體火箭發(fā)動機(jī)快速生產(chǎn)、安全性、環(huán)境適應(yīng)性、能量管理、推力矢量、低可探測性等也提出了越來越高的要求，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作也需要跟上發(fā)展需求。

2.1 發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

除了固體火箭發(fā)動機(jī)通用的標(biāo)準(zhǔn) （如GJB 1026A《固體火箭發(fā)動機(jī)通用規(guī)范》）外，飛航導(dǎo)彈固體火箭發(fā)動機(jī)要針對產(chǎn)品裝載平臺和飛行使用環(huán)境不同，特別關(guān)注并遵循一些特定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，如空空導(dǎo)彈就對固體火箭發(fā)動機(jī)提出了特殊的要求 （GJB1018A《空空導(dǎo)彈固體火箭發(fā)動機(jī)規(guī)范》），反坦克導(dǎo)彈對發(fā)動機(jī)也有特殊的要求（GJB1884《反坦克導(dǎo)彈發(fā)動機(jī)通用規(guī)范》），各類導(dǎo)彈都對發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)提出了特殊的要求。

除關(guān)注與發(fā)動機(jī)總體相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)之外，還需要關(guān)注發(fā)動機(jī)燃燒室殼體接口設(shè)計(jì)、裝藥結(jié)構(gòu)完整性、各種類型的點(diǎn)火器、安全點(diǎn)火裝置設(shè)計(jì)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確保產(chǎn)品設(shè)計(jì)符合相關(guān)規(guī)范。目前，這部分標(biāo)準(zhǔn)還有欠缺。

2.2 發(fā)動機(jī)材料標(biāo)準(zhǔn)

2.2.1 殼體及結(jié)構(gòu)件材料標(biāo)準(zhǔn)

大型固體火箭發(fā)動機(jī)主要用作飛航導(dǎo)彈的助推器，與成本效益和內(nèi)部空間利用相比，結(jié)構(gòu)質(zhì)量有所增加尚可接受。因此，殼體材料主要使用金屬材料，同時關(guān)注強(qiáng)度達(dá)到1000MPa、1600MPa級的金屬材料標(biāo)準(zhǔn)收集和應(yīng)用。在要求快速生產(chǎn)、強(qiáng)調(diào)低成本產(chǎn)品時采用1000MPa級材料，如有關(guān)30CrMnSiA材料的板材、鋼管、鋼棒、鍛件及其生產(chǎn)加工相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；高性能產(chǎn)品采用1600MPa及以上的材料，如D406A超高強(qiáng)度鋼、馬氏體時效鋼的板材、管材、鋼棒、鍛件及其生產(chǎn)加工相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

值得注意的是，隨著產(chǎn)品的使用和存放地域不斷擴(kuò)展，一些高性能的防銹合金鋼材料已經(jīng)越來越多地被飛航導(dǎo)彈固體火箭發(fā)動機(jī)所采用，如強(qiáng)度1000MPa級、1300MPa的不銹鋼以及鈦合金材料的板材、鋼管、鋼棒、鍛件及其生產(chǎn)加工相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.2 隔熱耐燒蝕材料標(biāo)準(zhǔn)

隔熱耐燒蝕設(shè)計(jì)是固體火箭發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)和驗(yàn)證的重要工作。隨著發(fā)動機(jī)性能要求日益提高，精細(xì)化設(shè)計(jì)要求也越來越高，體現(xiàn)隔熱層材料的具體性能特點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)對固體火箭發(fā)動機(jī)研制具有重要的意義。需要關(guān)注的標(biāo)準(zhǔn)類型有燃燒室隔熱層如9621、三元乙丙等絕熱層各生產(chǎn)廠的標(biāo)準(zhǔn)；發(fā)動機(jī)噴管、燃?xì)舛妗_流片等常用的隔熱、燒蝕材料如玻璃鋼、碳/酚醛、碳/碳、鎢滲銅、石墨等材料的性能、制備和檢測標(biāo)準(zhǔn)等。

另外，隨著飛航導(dǎo)彈航程和速度的提高，發(fā)動機(jī)外防護(hù)材料需求也逐漸凸顯，相關(guān)材料性能和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)也需要增加關(guān)注。

這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的材料種類可能相同，但實(shí)際性能可能存在較大的差異，使用中應(yīng)該仔細(xì)對照各廠家標(biāo)準(zhǔn)的差異，不能盲目引用，避免因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)差異帶來的性能偏差。必要時，發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)單位應(yīng)該編制滿足自身需求的材料標(biāo)準(zhǔn)，對不同的廠家提出規(guī)范性的性能要求。

2.2.3 其它普通材料標(biāo)準(zhǔn)

除上述固體火箭發(fā)動機(jī)常用材料外，固體火箭發(fā)動機(jī)連接件、直屬件及防護(hù)等還需要用到一些常用材料，如不銹鋼、密封劑、粘接膠、螺釘螺母、線纜卡箍等材料和標(biāo)準(zhǔn)件標(biāo)準(zhǔn)。這些材料一般不會對發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)性能產(chǎn)生重大影響，因而不太受到重視。但它們實(shí)際上很可能會對產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性、貯存壽命等帶來重要影響，導(dǎo)致產(chǎn)品交付使用過程中不斷出現(xiàn)讓用戶不滿意的問題，因此也應(yīng)該引起足夠的重視。

2.3 推進(jìn)劑標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)前飛航導(dǎo)彈固體火箭發(fā)動機(jī)應(yīng)用廣泛的是復(fù)合推進(jìn)劑和復(fù)合改性雙基推進(jìn)劑。作為推進(jìn)劑配方，由于各產(chǎn)品要求千差萬別，加上各單位技術(shù)保密，很難形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。但是推進(jìn)劑配方的主要原材料標(biāo)準(zhǔn)、推進(jìn)劑性能測試標(biāo)準(zhǔn)都是固體火箭發(fā)動機(jī)研究設(shè)計(jì)需要關(guān)注的內(nèi)容。隨著裝載平臺安全性、環(huán)境要求的提高，對推進(jìn)劑低易損性、低特征信號等相關(guān)的測試和判定標(biāo)準(zhǔn)將越來越受到重視，應(yīng)該加強(qiáng)研究和宣貫。

2.4 發(fā)動機(jī)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

試驗(yàn)驗(yàn)證是固體火箭發(fā)動機(jī)研制的重要工作內(nèi)容。如燃燒室殼體強(qiáng)度試驗(yàn)、點(diǎn)火裝置試驗(yàn)、推進(jìn)劑基本性能測試、發(fā)動機(jī)內(nèi)彈道性能測試、環(huán)境試驗(yàn)、安全性驗(yàn)證，推力矢量試驗(yàn)以及燃?xì)庑再|(zhì)測試等都需要按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行。只有標(biāo)準(zhǔn)掌握到位，試驗(yàn)方案才能得到各方認(rèn)可，試驗(yàn)結(jié)果才有效。否則，就很有可能造成試驗(yàn)無效甚至留下隱患。尤其是特定用途導(dǎo)彈的固體火箭發(fā)動機(jī)，特殊的環(huán)境試驗(yàn)考核更要重點(diǎn)關(guān)注，如艦載平臺裝載的產(chǎn)品， “三防”試驗(yàn)必不可少；機(jī)載平臺裝載的產(chǎn)品，跌落試驗(yàn)和各種力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)項(xiàng)目較多；防空反導(dǎo)導(dǎo)彈用發(fā)動機(jī)，經(jīng)常需要進(jìn)行大過載條件下的結(jié)構(gòu)性能和燒蝕熱防護(hù)性能驗(yàn)證。

3 建議

飛航導(dǎo)彈固體火箭發(fā)動機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化工作從產(chǎn)品研制之初就同步開展，為型號產(chǎn)品規(guī)范設(shè)計(jì)、規(guī)范驗(yàn)證和規(guī)范使用做出了很大的貢獻(xiàn)。但隨著型號研制節(jié)奏加快，型號成本控制越來越嚴(yán)格，以及各方對產(chǎn)品使用性、安全性的重視程度越來越高，對飛航導(dǎo)彈標(biāo)準(zhǔn)化工作要求也提出了新的要求。因此，建議在以下幾方面加強(qiáng)飛航導(dǎo)彈標(biāo)準(zhǔn)化工作。

3.1 重視信息化在標(biāo)準(zhǔn)化工作中的作用

使用標(biāo)準(zhǔn)，首先要方便查找標(biāo)準(zhǔn)。在當(dāng)前型號研制快節(jié)奏的情況下，需要將相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)利用信息化手段進(jìn)行收集歸類，以便于各類人員查找使用。在此過程中，尤其要重視對絕熱層、燒蝕隔熱材料、膠粘劑和密封劑等特殊材料性能的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的收集和信息化處理，使產(chǎn)品研發(fā)人員能夠準(zhǔn)確、快速地搜尋到滿足使用要求的材料，確保設(shè)計(jì)方案及時、準(zhǔn)確。

3.2 重視固體火箭發(fā)動機(jī)研發(fā)單位相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的編制與應(yīng)用

固體火箭發(fā)動機(jī)研發(fā)單位都有著豐富的技術(shù)積累，許多設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和試驗(yàn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)對產(chǎn)品研發(fā)起著至關(guān)重要的作用。如何將這些經(jīng)驗(yàn)技術(shù)轉(zhuǎn)化成為生產(chǎn)力，及時形成并充分利用企業(yè)內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)是一條有效的途徑。現(xiàn)代企業(yè)管理強(qiáng)調(diào)將技術(shù)知識規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，避免企業(yè)花費(fèi)大量研發(fā)投入得到的知識掌握在少數(shù)人手里，導(dǎo)致少數(shù)人成為企業(yè)知識的關(guān)鍵，一旦出現(xiàn)人員流失，企業(yè)知識也隨之流走。

大量的企業(yè)知識標(biāo)準(zhǔn)化后，新職工入職在通用標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步進(jìn)行企業(yè)內(nèi)部編制標(biāo)準(zhǔn)的培訓(xùn)，這些標(biāo)準(zhǔn)往往比國標(biāo)、軍標(biāo)更直接、更高效、更具有實(shí)操性。通過培訓(xùn)既可以更好地促進(jìn)新員工融入團(tuán)隊(duì)，也能夠真正地實(shí)現(xiàn)“標(biāo)準(zhǔn)是編來用的，不是編來看的”。

3.3 重視固體火箭發(fā)動機(jī)標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)用

通用化、系列化、組合化是加快產(chǎn)品研制進(jìn)度、降低產(chǎn)品成本的有效措施。但現(xiàn)實(shí)中，由于體制關(guān)系、型號關(guān)系、顧客關(guān)系以及結(jié)算審計(jì)要求等多重因素影響，許多發(fā)動機(jī)直屬零件如鍵塊、測壓嘴、壓力傳感器、連接螺釘、堵頭、二通、三通、密封圈和密封墊圈等完全可以通用的零件，卻沒有形成標(biāo)準(zhǔn)件，既使是狀態(tài)完全一致，也要每個型號設(shè)計(jì)一份圖樣；既使是實(shí)現(xiàn)了采用相同的圖號，生產(chǎn)、保管和配套卻要分型號進(jìn)行，甚至有的產(chǎn)品完全是相同的東西，卻因?yàn)樾吞柣蝾櫩筒煌瑤砹撕芏嗦闊?，直接?dǎo)致了研制、生產(chǎn)的效益低下。

在強(qiáng)化成本工程、軍民融合發(fā)展的大背景下，更需要轉(zhuǎn)變觀念和管理思路，重視將相關(guān)零件的標(biāo)準(zhǔn)件化，爭取顧客對相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)件的認(rèn)同，按照標(biāo)準(zhǔn)件組織生產(chǎn)和管理，促進(jìn)飛航導(dǎo)彈固體火箭發(fā)動機(jī)研制生產(chǎn)。

3.4 重視全員全周期標(biāo)準(zhǔn)化工作思維培養(yǎng)

飛航導(dǎo)彈固體火箭發(fā)動機(jī)研制過程中，需要重視標(biāo)準(zhǔn)化全員工作的思維培養(yǎng)。產(chǎn)品研制之初就需要非常重視標(biāo)準(zhǔn)化工作，不應(yīng)將有限的精力投入到同質(zhì)化的 “創(chuàng)新”產(chǎn)品研發(fā)之中。在發(fā)動機(jī)研制工作中，能借用成熟技術(shù)的借用成熟技術(shù)，能借用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的借用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，正確處理標(biāo)準(zhǔn)化與創(chuàng)新之間的關(guān)系。這不僅是標(biāo)準(zhǔn)化專職人員的工作，也是設(shè)計(jì)人員、工藝人員、質(zhì)量管理人員和物資采購人員等都應(yīng)該主動作為、參與把關(guān)的。

另外，標(biāo)準(zhǔn)化工作并不是一蹴而就的，而應(yīng)貫穿發(fā)動機(jī)研制使用全壽命周期，技術(shù)成熟一項(xiàng)固化一項(xiàng)，問題發(fā)現(xiàn)一項(xiàng)完善一項(xiàng)。標(biāo)準(zhǔn)化工作尤其要重視用戶使用體驗(yàn)，產(chǎn)品研制過程中要及時借鑒、總結(jié)用戶使用意見，及時完善產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)范和使用要求，確保產(chǎn)品性能可靠、使用安全、操作方便。

3.5 重視特定類型發(fā)動機(jī)標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范的研究與編制

隨著不同應(yīng)用需求和新研產(chǎn)品的涌現(xiàn)，當(dāng)前飛航導(dǎo)彈固體火箭發(fā)動機(jī)特殊用途的產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，也日益成熟，需要加強(qiáng)單室雙推力固體火箭發(fā)動機(jī)、脈沖固體火箭發(fā)動機(jī)、推力可調(diào)固體火箭發(fā)動機(jī)、大型固體火箭發(fā)動機(jī)、低易損固體火箭發(fā)動機(jī)以及低特征信號固體火箭發(fā)動機(jī)等相關(guān)的總體和部件的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和檢測等方面的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與研究。制定相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，用于規(guī)范和指導(dǎo)相關(guān)新產(chǎn)品的研制，促進(jìn)飛航導(dǎo)彈固體火箭發(fā)動機(jī)技術(shù)發(fā)展。