T/YH 1005—2020《运载火箭锥体类结构静强度试验方法》

易果 徐姣 梁金华

（上海航天精密机械研究所，上海，201600）

1 背景情况

运载火箭的静强度和静刚度试验为型号研制初期非常重要的一项力学试验，通过静力试验，可判定箭体结构静强度和静刚度水平是否满足设计要求，为改进结构设计、验证或修正强度计算方法提供依据，同时可考核箭体结构生产的工艺水平是否稳定，并为结构可靠性设计积累数据。

近些年来，随着我国新一代运载火箭加快研制，静强度试验专业领域取得了较大的发展，大量新技术、新方法涌现于型号静强度试验，试验结构件不仅涵盖了传统的常温贮箱、薄壁短壳、尾段、箱间段等，也新增了低温贮箱、级间锥段、斜头锥、曲面尾翼等复杂结构件，同时，试验载荷也由轴压或内压发展为低温轴内压载荷、大集中力偏心轴压载荷、多舱段多工况同步协调加载载荷等。尤其是各种锥体类结构的涌现，出现了大量异于传统的试验方法和试验工况，急需对其总结归纳，并引申为一部标准，作为今后开展此类结构件的试验依据。

通过T/YH 1005—2020 《运载火箭锥体类结构静强度试验方法》 的制定，规范、指导运载火箭锥体类结构的静强度试验方法，明确试验实施过程中的各种试验方法的适用范围、目的、依据、工况类型等详细内容，使我国运载火箭头锥结构静强度试验更加规范化、标准化，从而到达提升运载火箭静力试验一致性、可重复性及安全性的目的。

2 主要内容

标准规定了运载火箭锥体类结构静强度试验的试验目的及依据、试验系统组成及原理、试验要求、试验加载方法、试验测量方法、试验程序等。标准适用于运载火箭整流罩锥段、支承舱、锥形级间段、助推器头锥等锥体类结构的静强度试验，其他火箭舱段结构的静强度试验也可参照使用。标准中主要章节及内容如下。

a）试验目的及依据：试验应以试验委托方提供的试验任务书、试验大纲或其它有效技术文件为依据。

b）试验系统组成及原理：试验系统一般由加载控制系统、测量系统和试验工装组成，试验时，通过加载设备和试验工装对结构进行静载荷模拟加载，以验证结构设计的合理性；通过测试设备和传感器进行测量，以获取结构在静载荷作用下的力学性能。

c）试验要求：包括试验件、试验设备、试验工装、试验边界约束方法、试验场地及环境、参试人员等要求。

d）试验加载方法：包括截面轴压载荷加载、截面弯矩载荷加载、截面剪力载荷加载、偏置集中力载荷加载、外压载荷加载、组合载荷加载等方法。

e）试验测量方法：包括应变测量、位移测量、力测量、压力测量等方法。

f）试验程序：包括试验准备、试验系统安装、预试验、试验系统检查、正式试验、试验结束等步骤。

g）试验报告编制：包括数据处理、报告编制内容及文件资料归档等要求。

3 应用场景和意义

在标准编制前期，编制组对国内外相关标准进行了有针对性的调研和查证。目前检索到的国内外同类标准中，涉及运载火箭结构静力试验的标准的主要有GJB 1027A—2005 《运载器、上面级和航天器试验要求》、QJ 1917—1990 《弹道式导弹弹头壳体静强度与刚度试验规范》、QJ 2067—1991 《弹道式导弹弹体静、热强度与静、热刚度试验规范》、NASA-STD-5001 Structural Design and Test Factors of Safety for Spaceflight Hardware。其中GJB 1027A—2005 是航天产品环境试验中最直接且具有指导性意义的标准。GJB 1027A—2005 制定主要参考了美国军用标准MIL-STD-1540B、MIL-STD-1540C、MIL-STD-1540E、美国军用手册MIL-HDBK-340A Vol I和欧洲空间合作组织标准ECSS-E-10-13。该标准从2005 年颁布执行，它为运载器、上面级和航天器整个研制过程的试验计划提供经济有效的依据和指导。该标准作为系统指导性标准，对静强度试验的方法本身涉及的内容较少。

本标准是在充分借鉴上述国内外标准中相关技术要求的基础上，紧密围绕尾翼这一运载火箭典型结构的强度分析与试验验证两方面内容进行编写的，标准中规定的技术内容既不违背现行标准，同时又比现行标准更具有指导性和可操作性。

4 主要起草单位介绍

上海航天精密机械研究所（八〇〇所）隶属于中国航天科技集团公司第八研究院，前身为建于1958 年的原国防部五院一分院第二设计部，是我国第一代地空导弹研究设计单位之一，现主要承担战术武器总体结构和总装综测、运载火箭箭体结构和大型强度环境试验等航天军工产品的研制、生产任务。六十年来，八〇〇所先后研制、生产了数十个型号防空导弹武器，多个武器型号成为国防主战装备；参与研制了风暴一号、长征二号、长征三号、长征四号和长征五号、长征六号等新一代运载火箭；参与载人航天工程神舟飞船、天宫空间站等型号研制工作，作为中国航天和军工行业的骨干单位，为中国航天事业和装备现代化作出了杰出贡献。

目前，八〇〇所具有强度环境试验技术服务、轻合金材料研制、激光智能装备开发等30余项专业技术与产品开发能力，并与上海交大、哈工大、机械科学研究总院等二十余家科研机构建立了长期合作关系。掌握了镁合金稀土元素配比优化、铸造镁合金晶粒细化、钛合金复杂结构件选区激光熔化增材制造等关键技术，研制了国内尺寸最大的集超塑成形、扩散焊、钎焊等功能于一体的真空复合成形装备，并可在高性能轻合金材料开发、构件快速制造、试验检测等方面为客户提供一体化解决方案。