高強(qiáng)、汪慶雷、鄭宇峰、田京崗、盧衛(wèi)建 /北京航天發(fā)射技術(shù)研究所

研制全周期是指從型號(hào)論證階段開(kāi)始，歷經(jīng)方案階段、工程研制階段，直至定型階段。研制過(guò)程中，發(fā)射設(shè)備不僅需要完成功能/性能試驗(yàn)考核和各種環(huán)境、可靠性試驗(yàn)，還需參加其它系統(tǒng)的定型試驗(yàn)和靶場(chǎng)飛行試驗(yàn)。配置數(shù)量過(guò)少，在規(guī)定進(jìn)度條件下，發(fā)射裝備很多試驗(yàn)無(wú)法充分進(jìn)行，導(dǎo)致產(chǎn)品交付后頻繁暴露故障。一種型號(hào)發(fā)射設(shè)備研制全周期內(nèi)究竟需要多少樣本量？因?yàn)橛绊懸蛩乇容^多，長(zhǎng)期以來(lái)，一直靠老經(jīng)驗(yàn)、老辦法，參考國(guó)外現(xiàn)成標(biāo)準(zhǔn)，或者視經(jīng)費(fèi)保證情況確定發(fā)射設(shè)備配置數(shù)量，缺乏系統(tǒng)梳理。確定合理的發(fā)射設(shè)備數(shù)量，既能保證研制進(jìn)度，滿(mǎn)足各項(xiàng)試驗(yàn)要求，提升產(chǎn)品可靠性，又能有效利用經(jīng)費(fèi)，具有重要意義。

一、發(fā)射設(shè)備組成及特點(diǎn)

1.組成

發(fā)射設(shè)備主要指在發(fā)射陣地直接實(shí)施發(fā)射任務(wù)的裝備，一般由底盤(pán)、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、調(diào)溫系統(tǒng)等分系統(tǒng)以及發(fā)射裝置(含發(fā)射臺(tái)、發(fā)射筒等大型結(jié)構(gòu)單機(jī))組成，其中底盤(pán)、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等分系統(tǒng)又由許多機(jī)電類(lèi)單機(jī)和電氣類(lèi)單機(jī)組成。將發(fā)射設(shè)備整體作為整機(jī)，細(xì)分為單機(jī)和分系統(tǒng)，某典型發(fā)射設(shè)備組成如表1所示。

表1 某典型發(fā)射設(shè)備組成

2.特點(diǎn)

（1）可靠性要求高

發(fā)射設(shè)備可靠性對(duì)火箭發(fā)射有重要影響，特別是進(jìn)入發(fā)射流程的發(fā)射設(shè)備。為確保適時(shí)發(fā)射，不允許發(fā)射設(shè)備在預(yù)警時(shí)間或發(fā)射窗口內(nèi)出現(xiàn)任何故障，不允許因設(shè)備維修而推遲火箭發(fā)射時(shí)間，確保按時(shí)、可靠、安全發(fā)射，這就要求發(fā)射設(shè)備具有較高的可靠性。

（2）使用環(huán)境惡劣

與長(zhǎng)期貯存、一次性使用的運(yùn)載火箭相比，發(fā)射設(shè)備貯存與使用交替進(jìn)行，一次使用時(shí)間從幾小時(shí)至數(shù)十小時(shí)，累計(jì)工作時(shí)間可達(dá)數(shù)千小時(shí)。發(fā)射設(shè)備多在野外環(huán)境重復(fù)使用，會(huì)遇到風(fēng)、霜、雨、雪、太陽(yáng)暴曬、鹽霧、濕熱、高海拔、高溫、低溫和低等級(jí)道路等氣候條件和環(huán)境條件，發(fā)射設(shè)備環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)顯得尤為重要。

（3）功能/性能復(fù)雜

發(fā)射設(shè)備要完成火箭的運(yùn)輸、吊裝、調(diào)平、起豎、瞄準(zhǔn)、測(cè)控、供配電、發(fā)射等功能，要滿(mǎn)足技術(shù)陣地、發(fā)射陣地等不同場(chǎng)合使用需求，因此需要進(jìn)行各種工況下的功能/性能試驗(yàn)。

二、發(fā)射設(shè)備配置數(shù)量的影響因素

為驗(yàn)證設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和考核戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能指標(biāo)，在研制過(guò)程中需要進(jìn)行一系列試驗(yàn)來(lái)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)不足、考核工藝質(zhì)量和材料潛在缺陷。試驗(yàn)是考核產(chǎn)品功能、性能、環(huán)境適應(yīng)性、可靠性等是否達(dá)到規(guī)定要求的重要手段，是研制過(guò)程的重要環(huán)節(jié)，也是確定產(chǎn)品配置數(shù)量的重要依據(jù)。

1.試驗(yàn)項(xiàng)目

按照不同劃分依據(jù)，發(fā)射設(shè)備試驗(yàn)項(xiàng)目有不同的分類(lèi)方法。按研制階段劃分，有方案、初樣、試樣、定型等階段試驗(yàn)。按照試驗(yàn)對(duì)象劃分，有元器件、原材料試驗(yàn)，單機(jī)試驗(yàn)，部組件試驗(yàn)，分系統(tǒng)級(jí)和系統(tǒng)級(jí)試驗(yàn)等。按照試驗(yàn)性質(zhì)劃分，有原理性試驗(yàn)、系統(tǒng)性試驗(yàn)、鑒定性試驗(yàn)和抽檢試驗(yàn)等。按試驗(yàn)?zāi)康膭澐?，有研究性試?yàn)和鑒定性試驗(yàn)。環(huán)境試驗(yàn)包括高溫試驗(yàn)、低溫試驗(yàn)、高海拔試驗(yàn)、淋雨試驗(yàn)、太陽(yáng)日照試驗(yàn)、大風(fēng)試驗(yàn)、夜間操作試驗(yàn)等。此外，根據(jù)通用質(zhì)量特性，可分為可靠性試驗(yàn)、維修性試驗(yàn)、測(cè)試性試驗(yàn)、保障性試驗(yàn)等。

（1）功能/性能試驗(yàn)

完成生產(chǎn)的發(fā)射設(shè)備，首先要進(jìn)行功能/性能試驗(yàn)，驗(yàn)證是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)功能/性能指標(biāo)要求。發(fā)射設(shè)備功能/性能試驗(yàn)包括功能監(jiān)視和性能測(cè)量，如淋雨試驗(yàn)、運(yùn)輸試驗(yàn)、調(diào)平起豎試驗(yàn)等，是發(fā)射設(shè)備出廠前必須進(jìn)行的試驗(yàn)。

發(fā)射設(shè)備在方案階段一般是針對(duì)采用新技術(shù)的關(guān)鍵單機(jī)和系統(tǒng)，進(jìn)行原理性功能/性能試驗(yàn)驗(yàn)證，這種試驗(yàn)具有探索的特點(diǎn)，對(duì)產(chǎn)品投產(chǎn)子樣數(shù)量、研制經(jīng)費(fèi)和研制進(jìn)度產(chǎn)生影響。初樣和試樣階段驗(yàn)證接口的功能/性能，如與其它系統(tǒng)的合練試驗(yàn)和飛行試驗(yàn)，至少需要1套完整的初樣和試樣技術(shù)狀態(tài)發(fā)射設(shè)備。在定型階段，一般將試樣技術(shù)狀態(tài)發(fā)射設(shè)備改裝成定型技術(shù)狀態(tài)，再進(jìn)行相應(yīng)功能/性能試驗(yàn)。

（2）環(huán)境試驗(yàn)

發(fā)射設(shè)備的功能/性能在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下符合要求，并不能說(shuō)明其能夠在極端環(huán)境下正常使用，也不能說(shuō)明其可靠性指標(biāo)滿(mǎn)足要求，必須根據(jù)發(fā)射設(shè)備使用環(huán)境和任務(wù)剖面進(jìn)行環(huán)境與可靠性試驗(yàn)，作為判斷其環(huán)境和可靠性指標(biāo)是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的依據(jù)。如初樣或試樣階段的單機(jī)需要進(jìn)行高溫、低溫、濕熱等環(huán)境試驗(yàn)，單機(jī)環(huán)境試驗(yàn)完成后，進(jìn)行發(fā)射設(shè)備整體環(huán)境試驗(yàn)。有些試驗(yàn)后的產(chǎn)品，如霉菌和鹽霧試驗(yàn)后不能作為正式產(chǎn)品交付，策劃時(shí)需要考慮增加這部分產(chǎn)品數(shù)量。

（3）可靠性試驗(yàn)

長(zhǎng)期以來(lái)，發(fā)射設(shè)備因?yàn)椤安簧咸臁薄翱删S修”等使用特點(diǎn)，平時(shí)訓(xùn)練可以通過(guò)提前維修、加強(qiáng)測(cè)試和備份保障等措施提升任務(wù)可靠度，導(dǎo)致發(fā)射設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)得不到足夠重視，可靠性問(wèn)題一直沒(méi)有得到很好的系統(tǒng)解決。部分發(fā)射設(shè)備受到經(jīng)費(fèi)、進(jìn)度的限制，只投產(chǎn)1件鑒定產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，忽視提高產(chǎn)品固有可靠性。

單機(jī)和分系統(tǒng)可靠性試驗(yàn)。發(fā)射設(shè)備在初樣階段進(jìn)行單機(jī)可靠性摸底試驗(yàn)和可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)，試樣階段或定型階段進(jìn)行可靠性鑒定試驗(yàn)，如空調(diào)、電站、變矩器、變速器和分動(dòng)器等根據(jù)相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)要求確定子樣數(shù)量，進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)、疲勞壽命試驗(yàn)等。此外，還要考慮結(jié)構(gòu)件極限強(qiáng)度試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)所需的產(chǎn)品數(shù)量。

發(fā)射設(shè)備整體可靠性試驗(yàn)。很多情況下，單機(jī)的高可靠性并不意味著整體的高可靠性，因此應(yīng)進(jìn)行發(fā)射設(shè)備整體可靠性試驗(yàn)。如初樣階段生產(chǎn)1套完整的初樣技術(shù)狀態(tài)發(fā)射設(shè)備，進(jìn)行可靠性摸底試驗(yàn)或增長(zhǎng)試驗(yàn)，試樣階段生產(chǎn)1套完整的試樣技術(shù)狀態(tài)發(fā)射設(shè)備，進(jìn)行可靠性鑒定試驗(yàn)，可靠性鑒定試驗(yàn)考慮是否可以采信可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2.試驗(yàn)周期

試驗(yàn)周期影響產(chǎn)品配置數(shù)量。如在定型階段，發(fā)射設(shè)備一方面要參加高溫、低溫等定型試驗(yàn)，另一方面要同時(shí)參加定型飛行試驗(yàn)，則至少需要2套發(fā)射設(shè)備完成相應(yīng)任務(wù)。此外，在研制過(guò)程中，若還需要進(jìn)行故障診斷試驗(yàn)、維修性試驗(yàn)、保障性試驗(yàn)，也要配置相應(yīng)數(shù)量的產(chǎn)品。

3.試驗(yàn)消耗

在試驗(yàn)過(guò)程中是否消耗也是影響產(chǎn)品數(shù)量的因素。發(fā)射設(shè)備不同于一次性使用的火箭，發(fā)射設(shè)備多次使用，部分產(chǎn)品有使用次數(shù)或使用時(shí)間的限制。如在進(jìn)行發(fā)射試驗(yàn)或飛行試驗(yàn)時(shí)，發(fā)射筒、發(fā)射臺(tái)、動(dòng)力裝置結(jié)構(gòu)件等承受發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)饬鳑_刷，不能超出其使用次數(shù)，超出規(guī)定使用次數(shù)，需要根據(jù)彈射試驗(yàn)和飛行試驗(yàn)次數(shù)來(lái)確定試驗(yàn)消耗的產(chǎn)品數(shù)量。

4.試驗(yàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

發(fā)射設(shè)備試驗(yàn)一般按照相應(yīng)的試驗(yàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范確定發(fā)射設(shè)備數(shù)量,如機(jī)動(dòng)發(fā)射裝置，既參考航天產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，也參考車(chē)輛行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；底盤(pán)、柴油機(jī)組、液壓系統(tǒng)等一般參照行業(yè)規(guī)范。部分涉及發(fā)射設(shè)備配置數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

從表2可以看出，GJB 899A規(guī)定：可靠性鑒定試驗(yàn)方案所需樣品數(shù)量應(yīng)按合同規(guī)定，或由承制方與訂購(gòu)方商定。若無(wú)具體規(guī)定時(shí)，至少應(yīng)有2臺(tái)設(shè)備接受試驗(yàn)。GJB4527-2002規(guī)定：機(jī)動(dòng)發(fā)射設(shè)備的底盤(pán)配置數(shù)量，對(duì)于基型車(chē)，試驗(yàn)樣車(chē)數(shù)量3～5輛。幾乎所有的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)均規(guī)定試驗(yàn)樣機(jī)為2臺(tái)以上，但對(duì)于機(jī)動(dòng)發(fā)射裝置這種大型裝備，單件產(chǎn)品價(jià)值高，不同于軍用卡車(chē)等生產(chǎn)數(shù)量大的裝備，其產(chǎn)品數(shù)量往往不能完全按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，在執(zhí)行這些標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況，由承制方與訂購(gòu)方商定。

表2 部分涉及發(fā)射設(shè)備配置數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)匯總表

三、示例

以某型號(hào)發(fā)射設(shè)備為例，分析其在研制全周期內(nèi)產(chǎn)品配置數(shù)量。

1.方案階段

根據(jù)論證方案，確定關(guān)鍵技術(shù)，生產(chǎn)原理樣機(jī)，進(jìn)行原理性試驗(yàn)。方案階段確定的產(chǎn)品與數(shù)量如表3所示。

表3 方案階段產(chǎn)品名稱(chēng)與數(shù)量

2.初樣和試樣階段

在初樣和試樣階段，對(duì)單機(jī)而言，根據(jù)單機(jī)產(chǎn)品的可靠性試驗(yàn)規(guī)范，分別投產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)、分動(dòng)箱、液壓缸等進(jìn)行可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)和可靠性鑒定試驗(yàn)。對(duì)整機(jī)而言，在初樣階段生產(chǎn)2套完整的發(fā)射設(shè)備，1套用來(lái)進(jìn)行各項(xiàng)功能、性能試驗(yàn)，之后進(jìn)行整體可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)；另1套用來(lái)參加系統(tǒng)發(fā)射設(shè)備聯(lián)試及多發(fā)彈射試驗(yàn)。在試樣階段生產(chǎn)2套完整的發(fā)射設(shè)備，1套完成飛行試驗(yàn)，另1套用于進(jìn)行整體可靠性鑒定試驗(yàn)；同時(shí)生產(chǎn)1 套發(fā)射設(shè)備各系統(tǒng)重要單機(jī)，作為可靠性試驗(yàn)子樣，進(jìn)行可靠性鑒定試驗(yàn)。根據(jù)飛行試驗(yàn)次數(shù)，增加發(fā)射筒和動(dòng)力裝置等1套結(jié)構(gòu)件；根據(jù)貯存試驗(yàn)要求，增加2套非金屬件。初樣和試樣階段產(chǎn)品名稱(chēng)與數(shù)量如表4所示。

表4 初樣和試樣階段產(chǎn)品名稱(chēng)與數(shù)量

3.定型階段

在定型階段，發(fā)射設(shè)備技術(shù)狀態(tài)變化少，因此將試樣發(fā)射設(shè)備按照定型狀態(tài)改制，改制后1套發(fā)射設(shè)備繼續(xù)配合武器系統(tǒng)完成定型階段飛行試驗(yàn)，另1套發(fā)射設(shè)備參加定型階段的高低溫、高海拔等環(huán)境試驗(yàn)，既滿(mǎn)足了研制進(jìn)度，又增加了產(chǎn)品子樣，提高了產(chǎn)品可靠性。

四、結(jié)論

筆者基于發(fā)射設(shè)備試驗(yàn)分析，探討了影響發(fā)射設(shè)備數(shù)量配置的因素，為研制全周期內(nèi)發(fā)射設(shè)備數(shù)量配置提供參考，提出以下建議。

一是保證研制過(guò)程中發(fā)射設(shè)備子樣數(shù)量。受研制經(jīng)費(fèi)等因素制約，發(fā)射設(shè)備往往子樣少，根據(jù)單臺(tái)裝備、一次試驗(yàn)獲取的數(shù)據(jù)對(duì)某項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行結(jié)果評(píng)估，沒(méi)有考慮設(shè)備性能的個(gè)體差異，試驗(yàn)數(shù)據(jù)不足，不具備統(tǒng)計(jì)分析條件，較少數(shù)量子樣的試驗(yàn)無(wú)法充分暴露設(shè)備的潛在問(wèn)題，必須配置合理的子樣數(shù)量進(jìn)行可靠性試驗(yàn)，才能提高發(fā)射設(shè)備可靠性水平。

二是發(fā)射設(shè)備試驗(yàn)策劃要綜合考慮、統(tǒng)籌安排，實(shí)物試驗(yàn)與虛擬試驗(yàn)相結(jié)合，獨(dú)立功能項(xiàng)目與日常數(shù)據(jù)收集積累相結(jié)合，功能試驗(yàn)、環(huán)境試驗(yàn)與可靠性試驗(yàn)相結(jié)合，研究性試驗(yàn)與鑒定、使用相結(jié)合等，確保試驗(yàn)方案的科學(xué)性、經(jīng)濟(jì)性，從而確定合理產(chǎn)品配置數(shù)量。