許蕾 張嵩

（中國航天標準化研究所，北京，100071）

液體火箭發(fā)動機是航天運載器的主要動力裝置，是導彈武器系統(tǒng)的主要動力裝置或者末修動力裝置，也是航天器軌控姿控的主要動力裝置。驗收作為發(fā)動機生產(chǎn)制造交付的重要環(huán)節(jié)，其驗收水平高低將直接影響發(fā)動機質量評估甚至決定發(fā)射成功與否。世界各國都十分重視發(fā)動機檢驗驗收，特別是俄羅斯在發(fā)射活動事故隱患頻繁出現(xiàn)之后，更加認識到發(fā)動機過程驗收的重要性，分別于2009年和2015年發(fā)布了2項國家層面的液體火箭發(fā)動機檢驗驗收標準，重點從設計方角度出發(fā)對生產(chǎn)方規(guī)定驗收要求。本文通過研究俄羅斯相關標準，并與國內各級各類驗收標準對比分析，研究提出我國液體火箭發(fā)動機相關標準的制修訂及標準轉化建議，對于提升我國大推力液體火箭發(fā)動機產(chǎn)品質量具有重要意義。

1 俄羅斯液體火箭發(fā)動機驗收標準現(xiàn)狀

俄羅斯是目前國際上研制液體火箭發(fā)動機的主要國家之一，特別是在液氧煤油發(fā)動機領域內是世界領先的，俄羅斯將液體火箭發(fā)動機研制作為其一貫發(fā)展方向而大力推進，從而使得研制隊伍穩(wěn)定、產(chǎn)品線豐富、研制經(jīng)驗與技術傳承性良好。然而，近些年航天發(fā)射活動中事故隱患頻繁出現(xiàn)，很多問題是由于第一級角速度傳感器安裝錯誤等低層次操作錯誤導致，這些都與發(fā)動機制造過程的檢驗和驗收不細致不到位密切相關，因此，俄方越來越意識到發(fā)動機過程控制驗收的重要性。2009年至2016年間，俄羅斯在國家層面發(fā)布了多項液體火箭發(fā)動機標準，其中有兩項是關于檢驗驗收的，ГОСТР53374-2009《液體火箭發(fā)動機用于交付的制造和驗收的一般要求》和ГОСТР56463-2015《小推力液體火箭發(fā)動機交付使用時制造、試驗和質量檢驗驗收的總體要求》，分別由俄羅斯研制生產(chǎn)運載火箭大推力液體火箭發(fā)動機的主導企業(yè)格魯什科院能源機械科研生產(chǎn)聯(lián)合體和“質子”號火箭發(fā)動機的發(fā)動機制造商“赫魯尼切夫國家航天科學研究和生產(chǎn)中心的分支機構—伊薩耶夫化學機械制造設計局制定編寫。其驗收重心前移，重點針對設計方對生產(chǎn)方的驗收要求，分別對發(fā)動機的材料和半成品、鑄件、模壓件和鍛件、外觀、焊接、裝配和分解、儲存、保管和運輸過程中的檢驗和驗收規(guī)則等進行規(guī)定，同時也是用于交付的液體火箭發(fā)動機檢驗驗收合格判定的依據(jù)。

1.1 ГОСТР53374-2009

ГОСТР53374-2009《液體火箭發(fā)動機用于交付的制造和驗收的一般要求》由俄羅斯聯(lián)邦技術調節(jié)和計量署于2009年8月4日以第276號文件批準發(fā)布，用于液體火箭發(fā)動機交付的制造和驗收環(huán)節(jié)。鑒于格魯什科動力機械制造科研生產(chǎn)聯(lián)合體具有豐富的研制產(chǎn)品線，在液體火箭發(fā)動機方面，特別是大推力液體火箭發(fā)動機研制方面的經(jīng)驗和權威性，他們牽頭承擔了標準的編寫任務。該標準從液體火箭發(fā)動機研制過程中下廠驗收的角度提出了大量的技術要求，是長期研制與工程應用經(jīng)驗的總結。在內容編排上，它采用從通用 （共性）到專用 （個性）、從原材料到零部組件再到整機，遵循液體火箭發(fā)動機全壽命周期檢驗驗收的不同技術層次進行布局。標準共分成4部分：第一部分為文件、尺寸偏差等通用要求；第二部分為發(fā)動機用零部件、材料要求；第三部分為關鍵特性和特殊過程要求；第四部分為發(fā)動機試驗與驗收要求。

●通用要求：該部分主要陳述液體火箭發(fā)動機在制造、裝配、檢修、檢驗、試驗、運輸以及貯存過程中驗收檢驗的通用要求，內容涉及文件要求、尺寸和極限偏差等方面。

●零部件與材料要求：該部分主要包括材料與半成品、螺紋與緊固件、彈簧等方面的要求。

●關鍵特性和特殊過程要求：該部分主要包括熱處理、表面處理、焊接與膠接、涂層與潤滑脂、裝配與分解、貯存與運輸?shù)确矫娴囊蟆?/p>

●試驗與驗收要求：該部分主要包括試驗要求、生產(chǎn)檢驗、驗收檢驗、周期檢驗、特殊檢驗、補充檢驗等方面的要求。

1.2 ГОСТР56463-2015

ГОСТР56463-2015《小推力液體火箭發(fā)動機交付使用時制造、試驗和質量檢驗的總體要求》用于小推力液體火箭發(fā)動機交付使用時制造、試驗和質量檢驗，由俄羅斯聯(lián)邦技術調節(jié)與計量管理局于2015年6月15日第701號命令批準發(fā)布，2016年1月1日開始實施。該標準適用于在航天工程中使用的小推力液體火箭發(fā)動機及其組成部件。規(guī)定了交付使用時小推力液體火箭發(fā)動機及小推力液體火箭發(fā)動機組成部件制造、試驗和質量檢驗的基本要求。該標準在ГОСТР53374-2009的框架基礎上細化了內容，對產(chǎn)品潔凈度提出更高要求，同時結合小推力液體火箭發(fā)動機的特點對檢驗與驗收內容部分做了更加詳細的補充。標準共分成4部分：第一部分為文件、尺寸偏差等通用（共性）要求；第二部分為發(fā)動機用零部件、材料要求；第三部分為關鍵特性和特殊過程要求；第四部分為發(fā)動機試驗與驗收要求。

●通用要求：該部分主要陳述液體火箭發(fā)動機在制造、裝配、檢修、檢驗、試驗、運輸以及貯存過程中驗收檢驗的通用要求，內容涉及文件要求、尺寸和極限偏差等方面。

●零部件與材料要求：該部分主要包括材料與半成品、螺紋與緊固件等方面的要求。

●關鍵特性和特殊過程要求：該部分主要包括表面處理、焊接、產(chǎn)品光潔度、裝配與分解、貯存與運輸?shù)确矫娴囊蟆?/p>

●試驗與驗收要求：該部分主要包括試驗要求、生產(chǎn)檢驗、驗收檢驗等方面的要求。

2 國內液體火箭發(fā)動機驗收標準現(xiàn)狀

國內與液體火箭發(fā)動機驗收相關的標準中，涉及驗收流程、驗收項目，驗收管理要求、文件資料驗收要求的相對較多，一般型號文件和各單位的企標都會詳細規(guī)定。而針對實物驗收環(huán)節(jié)，一般會將要求散落在多個標準中，比如組件檢驗驗收方面有推力室、燃氣發(fā)生器、機架、換熱器、金屬軟管、地面試驗用火工品等標準；整機檢驗驗收方面有關于液體火箭發(fā)動機裝配、分解要求，有制造、驗收要求，有不分解交付要求等。經(jīng)初步統(tǒng)計，國內關于液體火箭發(fā)動機驗收的國家軍用標準、航天行業(yè)標準、航天企業(yè)標準共計22項，其中整機相關標準4項，組件相關標準18項。

國家軍用標準層面，整機有關液體火箭發(fā)動機驗收方面的標準主要有2項：GJB 2200—1994《液體火箭發(fā)動機通用規(guī)范》、GJB 1546—1992《姿控火箭發(fā)動機通用規(guī)范》，分別規(guī)定液體火箭發(fā)動機和姿控火箭發(fā)動機的技術要求、質量保證規(guī)定及交貨準備，規(guī)定了每臺發(fā)動機都必須檢驗的項目為尺寸、質量、顏色、外觀、標志代號、接口、泄漏、電路、電動氣動、包裝。這兩個標準側重規(guī)定發(fā)動機檢驗項目及質量保證規(guī)定，指導產(chǎn)品采購使用。

航天行業(yè)標準層面，整機有關液體火箭發(fā)動機驗收方面的標準主要有2項： 《液體火箭發(fā)動機制造、驗收通用技術條件》和《液體火箭發(fā)動機裝配、分解要求》，分別規(guī)定了運載火箭、導彈用液體火箭發(fā)動機、小推力液體火箭推進系統(tǒng)的制造、試驗、驗收、封存和保管以及裝配分解過程的通用要求，適用于發(fā)動機的制造、試驗、驗收、封存和保管。這兩個標準涉及發(fā)動機全壽命周期過程的檢驗驗收要求，但都是通用要求，很多詳細指標要求都分別在推力室、燃氣發(fā)生器、機架、換熱器、金屬軟管、地面試驗用火工品等標準中進行規(guī)定，特別是更加具體的要求一般在企業(yè)標準中予以規(guī)定。

3 國內外標準內容對比分析

為了詳細地比較俄中兩國液體火箭發(fā)動機驗收標準的差別，重點選取了裝配過程檢驗、檢驗驗收規(guī)則兩個方面，以列表的方式將俄羅斯標準與我國相關標準和文件規(guī)定的內容進行對比分析，對比分析見附表1和附表2。

附表1 裝配過程檢驗要求分析對比

附表2 檢驗驗收規(guī)則分析對比

4 啟示與建議

通過國內外液體火箭發(fā)動機檢驗驗收標準對比分析，得到國內在制修訂相關標準方面的啟示和建議。

a）俄羅斯國家層面的液體火箭發(fā)動機標準內容非常全面，涵蓋從半成品、零部件到焊接、裝配、貯存運輸各環(huán)節(jié)的檢驗要求以及整機驗收要求。該標準涉及范圍基本橫跨我國行業(yè)級及以上標準和部分企業(yè)標準規(guī)定范圍；就標準內容而言，俄羅斯標準更加注重可操作性，正文中均給出了具體要求和指標，不需要嵌套查閱很多標準。

b）俄羅斯標準注重質量關鍵特性和特殊過程要求，將質量要求結合到檢驗要求中進行規(guī)定和落實，更關注關鍵特性、不可檢不可測項目、特種加工等環(huán)節(jié)；側重指標和過程控制，例如特別強調裝配間隙要求、螺紋擰緊力矩控制、焊接接縫要求等，會不厭其煩地規(guī)定規(guī)范許多細節(jié)，并將其上升到國家標準層面加以規(guī)定和控制，例如壓力表如何控制、檢測裝置測量時傾斜的角度、螺紋輕微崩扣（深度不大于螺紋型面高度的20%）以及螺線出現(xiàn)的刀痕、允許長度不大于螺旋線總長的10%，如果螺線起始和終止處的卷邊以及銳邊不影響其通過螺紋量規(guī)則不用報廢處理，不允許旋入不合格量規(guī)超過兩圈以上等等。

c）俄羅斯標準根據(jù)用途 （載人或不載人）規(guī)定發(fā)動機的驗收方案。用于載人航天的液體火箭發(fā)動機必須逐臺檢驗。用于不載人航天的液體火箭發(fā)動機可以抽檢。俄標中非常注重試驗邊界條件、判據(jù)，對試驗類型劃分非常全面，對整個發(fā)動機全壽命周期需要考慮到的問題和需要做的試驗驗證要求全部在標準中進行規(guī)定。例如著重勾勒出環(huán)境溫濕度的包絡線要求，并將給所有檢驗環(huán)節(jié)和偏差要求一并列入標準中，使檢驗驗收不留死角，規(guī)定了一些發(fā)動機組件需要在規(guī)定的周期內，進行周期試驗來評估有些性能指標的穩(wěn)定性等，以便于驗收方全面掌握。

d）建議我國發(fā)動機檢驗驗收環(huán)節(jié)能夠借鑒俄羅斯標準中有價值的地方，突出關鍵特性、不可檢不可測項目、特種加工等環(huán)節(jié)，更加側重過程控制；對我國發(fā)動機檢驗驗收標準進行優(yōu)化，對現(xiàn)有發(fā)動機檢驗驗收方面的標準中適當增加對關鍵過程控制檢驗點的要求，同時針對載人或不載人兩種不同用途的發(fā)動機，提出對應的驗收方案；在檢驗環(huán)節(jié)注重試驗邊界條件、判據(jù)，盡可能完善包絡線以及特殊情況處理的要求。