运载火箭测试发射相关分析

高琪 顾懿 王磊

摘 要：目前长三甲火箭系列运载火箭系列作为中国的一代主力运载火箭已成功发射完成第100次成功发射，结合实际火箭工程实践经验和应用人工聪慧智能等新技术，讨论了运载火箭发射测试系统发射过程控制系统技术未来发展的研究方向及一些关键技术，给出了可行的相关技术发展路线。

关键词：长三甲系列;运载火箭;测试发射控制技术

1测试发射控制系统发展

长三甲一号系列运载火箭投入服役25年以来，地面远控测试火箭发射系统控制管理系统共先后经历了3个主要发展升级阶段：近距离远控测试火箭发射系统控制管理系统;第1代采用远控“三化”式的测试火箭发射系统控制管理系统;第2代采用远控更新改造后的测试火箭发射系统控制管理系统。

1.1近距离测试发射控制系统

长三甲一号系列运载火箭远程测试卫星发射远程控制管理系统最早可以追溯到20世纪八、九十年代，它主要是在现代长征十一二号火箭系列和现代长征三号系列测试火箭发射远程控制管理系统的技术基础上，采用当时较为先进的控制技术和系统设计控制思想，进行了重新设计研发和综合设计研制生产，最终在90年代初基本形成了长三甲一号系列运载火箭发射近距离远程测试火箭发射远程控制管理系统（中文简称近程远控系统，相对于它的后续系列远控控制系统进行命名）。

1.2第1代远程测试发射控制系统

长三甲二号火箭系列运载火箭第1代远程发射试验火箭测试运载火箭发射系统设计控制过程管理发射系统设计工作思路原理系统设计思路如以下框框中的图1所示。与近控网络通信技术相比最大的主要技术变化之处在于是，采用轻质高可靠单遥控模块的视频光纤物理介质使用即可轻松进行视频遥控器和远距离的音视频网络通信。

系统测试管理功能系统采用了对触发测试时间更加严格的自动测试管理系统和自动数字测试笔录仪，通过以太网将系统测试数据结果实时送到后端，大大提高了系统的数据监测功能范围，为系统操作手执行决策过程提供了大量更多元的信息，大幅度地降低了使用操作手的风险。

现在总体来看，第1代平行远控主动测试应急发射通道控制技术系统仍然一直存在控制系统数据体积大、冗余度不高，应急发射通道控制数据冗余量明显不足的主要缺点，但已经实现了从被动近控控制到主动远控的控制模式技术突破。通过充分采用新材料技术和新设计思路，提高了系统的安全自动化管理程度，使得整个系统结构组成与功能布局更加合理.

1.3第2代火箭远控更新改造工程测试火箭发射系统控制导航系统

在系统设计工作原理上，第2代自动远控更新改造后的测试场所发射流程控制管理系统之后可以同时实现全部测试发射场所的测试、发射、控制三个流程的"无人化"自动测试发控，通过系统规划好的自动测试发射路径即可开展发射自动测试、自动发射判断解读、自动发射状态实时监测、自动实时发出远控系统关键技术控制指令。使用该控制处理系统在全部进入自动发射控制流程后，可实现“一键启动”并自动同时完成全部的控制系统性能测试、状态信号确认、转电回路控制等系统操作，全套火灾应急处理预案也可以转为自动发射流程，仅同时保留人工的自动点火和外部应急预案通道自动控制两个功能。

2运载火箭测试发射控制系统发展展望

随着综合应用技术、综合应用电子技术、互联网信息技术、故障检测诊断分析技术等的不断进步发展，未来箭上探测设备上的智能化应用程度也将逐步得到提升，对基于地面综合测试试验发射能力控制支持系统的综合测试发射能力装备需求将逐步大大减弱，靶场安全保障与测试发射控制支持工作人员也将逐步大大减少。地面发射测试卫星发射自动控制中心系统将充分借助强大的自动数据处理控制能力对全球海量卫星测试发射数据和运行状态监测信息系统进行数据综合分析处理。

2.1远程发射支持系统

该远程火箭技术测试应用平台可以使所有更高效率地尽量减少那些远离快速发射工作场所的技术人员，充分利用远程软硬件结合技术研发资源与远程技术专家组的远程智力联合研究技术资源，提高远程技术测试运载火箭快速发射时的工作效率，在远程期间即可轻松实现运载火箭的快速远程发射智能响应。同时，也因此建议大家可以通过考虑能够使有限的轨道发射飞行测试人员达到可以进行兼顾多发次运载火箭的轨道发射飞行测试或者火箭发射飞行试验等的任务。

2.2敏捷测试与发射技术

现役大型运载火箭的快速测试试射发控控制模式已经远远不至于能够完全满足未来运载火箭的超高运载密度、敏捷快速测发的技术要求，商业试验发射系统市场竞争愈来越激烈，为了有效缩短试验发射时间周期、增加试验发射运行效率、减少试验发射设备费用、降低试验发射过程成本，基于卫星云计算数据服務的全新智能一体化快速测试和试验发射过程控制管理系统将被广泛视为运载火箭的快速测试与试射发控控制系统的研究重点和发展趋势。

2.3预埋式预案实施技术

测试预案发射靶场控制技术系统测试预案目前以教论文本书的形式予以呈现，在传统靶场技术测试阶段需要组织技术人员进行学习，当系统出现了技术故障时可由操作手通过检索查找预先设计打印好的故障处理预案方法和测试预案故障手册资料来决定采取与预案相应的故障处理方式。根据系统的实际故障处理诊断分析结果自动确定每个故障可能发生点的位置，并根据测试预案故障处理操作流程或故障重点处理原则自动准确地组织给出故障处理预案措施并自动组织执行，提高了测试预案的设计实施工作效率和系统内的智能化管理水平，降低了系统的故障伤亡和性能受到故障影响大的程度，提高了靶场测试的系统安全性。

3结语

本文通过研究总结长三甲火箭系列运载火箭的对空地面发射检测试验发射运行控制管理系统的主要技术发展进步与应用发展，分析了不同发展阶段的该控制系统主要技术发展优势与应用特点，总结了其他长三甲火箭系列运载火箭的对地测试试验发射运行控制管理系统的技术应用与经验借鉴。

参考文献：

[1]钱航. 北斗“专列”——长三甲系列运载火箭[J]. 国防科技工业，2020（07）：25-27.

[2]金志强，覃艺. 长三甲系列运载火箭百次发射的科学管理[J]. 导弹与航天运载技术，2019（04）：1-7.

[3]邹莹，王勇，赵欣，赵耀. 长三甲系列运载火箭分布式全数字半实物仿真试验系统设计与实现[J]. 导弹与航天运载技术，2019（04）：114-118.

[4]刘立东，张亦朴，李聃，胡炜，贾大玲. 长三甲系列火箭发射研制技术[J]. 导弹与航天运载技术，2019（04）：8-10+17.

（首都航天机械有限公司，北京 100076）