运载火箭总装气密试验多余物控制方法解析

范文杰 屈明杰

摘   要：多余物控制是提升运载火箭产品质量的重要方法，本文简析了气密试验特征与多余物控制存在问题，围绕实行总装气密试验全过程控制、灵活运用多余物自动检测方法、提高多余物控制管理力度三个层面，探讨了运载火箭总装气密试验中多余物的具体控制方法，以期为运载火箭总装气密试验精细化控制与航天产品质量控制提供参考。

关键词：运载火箭  气密试验  多余物控制

中图分类号：V55                                    文献标识码：A                       文章编号：1674-098X（2020）02（b）-0002-02

运载火箭总装气密试验是检测总装阶段导管和阀门等产品密封性、功能性、装配质量的重要手段，应严格基于QJ2850A-2011《航天產品多余物预防与控制》要求厘清多余物控制的过程、方法与分类标准，加强对气密试验过程中多余物检查与排除方法的深入分析，实现对多余物的有效控制，降低航天事故发生几率。

1  运载火箭气密试验特征与多余物控制问题分析

1.1 气密试验特征

1.1.1 操作流程繁琐

运载火箭箭体庞大、结构复杂，箭上各系统的气密指标、测试功能存在差异。例如由我国自主研发的某型号火箭，其中一个部段包含5个气密阶段，各阶段均有10项气密要求，各项气密要求含有约30项操作步骤，凸显出气密流程的繁琐性特征。

1.1.2 地面设备操作复杂

在气密试验过程中涉及到自动化操作设备与手动设备的交替使用，例如在某型号火箭某部段的1个气密阶段中，共需使用55块压力表与58只手动开关，增加了实际操作的复杂性，对于操作人员技能水平提出了较高的要求[1]。

1.1.3 试验周期较长

通常气密试验需贯穿在运载火箭总装的全过程中，部分涉及到重复测量的气密试验增加了地面设备的使用频次，导致箭上产品、地面设备需多次连接、断开，在此过程中增加了多余物产生的几率。

1.2 多余物控制存在问题

1.2.1 控制对象覆盖范围广

多余物控制对象涉及到人员、设备、气源、方法、环境等方面，需将控制措施渗透到气密试验的各个环节与方面，任一方面的缺失均有可能引发多余物问题。

1.2.2 多余物检查手段匮乏

受运载火箭管路系统产品总装结构的影响，当前普遍采用目视法进行多余物检查，检查手段单一、检查范围受限，同时主要依赖去除法排除裸露在产品外表面的多余物，针对隐蔽空间中多余物的排除方法仍有待完善。

1.2.3 多余物类型不可控

在总装气密试验的部分环节中，难以确定相应控制对象可能产生多余物的具体类型，并且缺乏与之对应的多余物检查与排除方法，导致多余物控制仍存在空白环节。

2  运载火箭总装气密试验中多余物的具体控制方法探讨

2.1 实行总装气密试验全过程控制

2.1.1 试验前控制

在总装气密试验前，需落实常规管理检查工作，包括检查操作人员是否穿戴专用工作服，禁止在现场携带首饰等私人物品;检查工具和设备外观是否完好，保障设备在有效期内使用，并在使用前完善使用数量、时间、试验类型等具体清单的登记检查工作;采用温湿度计针对试验现场温湿度进行检查与记录，完成现场环境、工具台、地面管路及设备的清洁工作;采用尘埃粒子器针对现场尘埃粒子进行检测;采用露点仪针对气源质量的露点、杂质含量进行检查等。

2.1.2 试验中控制

在气密试验过程中，需在连接气源管路与地面管路前做好管路的放气处理，采用吹除法针对地面管路、箭上管路进行低压吹气清洁;基于过滤法选取专用过滤器针对地面管路、箭上产品连接环节进行过滤处理;严格依托安装工艺文件要求开展气密试验，并且在配置、盛装检漏溶剂时需远离产品。

2.1.3 试验后控制

在气密试验后，需做好放气速率控制工作，擦干附着在产品表面的冷凝水;针对部分贮箱类产品进行气密性测试后，需采用置换法完成气体置换，同时充低压保护，避免外部空气进入到产品中;针对地面设备、各管路、箭上产品的开口部位应进行逐一检查，做好开口部位的封堵工作，防止多余物进入[2]。

2.2 灵活运用多余物自动检测方法

2.2.1 微粒碰撞噪声检测法

采用该检测方法需将受试件固定在振动台传感器上，以电压的形式将传感器捕捉到的多余物在机械冲击与振动下在受试件内部滑动、撞击产生的声音输出，操作人员通过观察扬声器、示波器上传达出的声音及信号波形即可实现对多余物的检测判断，完成多余物的自动检测。

2.2.2 基于小波变换的X射线图像边缘检测法

采用该方法实现对多余物空间位置的测定，由控制系统对机械系统发出指令，调整X射线源、物体、成像系统间的位置关系，获取多角度图像，并基于小波变换理论利用视差计算出多余物的三维位置尺寸，可获取到较为精确的测量值[3]。

2.2.3 整合X射线与颗粒碰撞噪声检测法

采用该方法实现对可动多余物的检查，利用X射线完成对被测产品的照相，完成器件内部多余物位置的检测与标定，随后开展PIND实验，待多余物位置变换后再次照相。将两次照相结果进行对比，用于判断多余物是否可动，并通过观察X射线图像判断多余物所处位置、外形与体积等信息。

2.3 提高多余物控制管理力度

倘若在总装气密试验过程中发现有产品存在多余物，应采用拍摄照片与文字记录相结合的方式进行多余物位置的记录，将取出的多余物进行妥善保存，查明多余物产生的原因，并提供解决措施;做好质量问题的归零工作，必要时可组织举一反三工作，并针对发现多余物的产品进行隔离处理。同时，需将预防与控制评审工作贯穿到气密总装试验过程中，严格审查在产品试验过程中是否落实多余物防控措施以及针对发现多余物问题的处理情况，完善产品质量保障;针对在多余物处理过程中采取的技术或管理措施，需基于有效性指标组织开展评审工作，并且确保将多余物控制结论囊括在出厂产品质量复查报告中。此外，还需落实好各级人员对多余物预防与控制工作的培训，保障其能够严格执行制度规定、实行规范化操作，掌握最新的多余物检查与排除方法，并且做好总装与测试交接过程中的多余物控制管理，保障产品顺利出厂、提升产品质量。

3  结语

总体来看，在运载火箭总装气密试验中的多余物防控工作对于运载火箭装配质量具有重要影响，对此还需围绕试验前、试验中、试验后三个阶段建立全过程控制机制，灵活运用自动检测方法与人工排除手段，配合管理措施与技术手段提升多余物防控水平，以便创设优质装配环境，提升运载火箭总装质量。

参考文献

[1] 宋戈，丁振晓，周琰，等.浅谈氢氧火箭发动机液流试验用水技术指标和质量控制[J].标准科学，2017（4）：82-85.

[2] 陈智勇，沈宏.航天产品多余物预防和质量控制[J].设备监理，2019（2）：11-13.

[3] 郜雷阵，燕会臻，王国涛，等.基于PIND多余物检测设备的脉冲提取方法设计[J].电器与能效管理技术，2019（10）：21-26.