中俄液体火箭发动机验收标准对比分析

许蕾 张嵩

（中国航天标准化研究所，北京，100071）

液体火箭发动机是航天运载器的主要动力装置，是导弹武器系统的主要动力装置或者末修动力装置，也是航天器轨控姿控的主要动力装置。验收作为发动机生产制造交付的重要环节，其验收水平高低将直接影响发动机质量评估甚至决定发射成功与否。世界各国都十分重视发动机检验验收，特别是俄罗斯在发射活动事故隐患频繁出现之后，更加认识到发动机过程验收的重要性，分别于2009年和2015年发布了2项国家层面的液体火箭发动机检验验收标准，重点从设计方角度出发对生产方规定验收要求。本文通过研究俄罗斯相关标准，并与国内各级各类验收标准对比分析，研究提出我国液体火箭发动机相关标准的制修订及标准转化建议，对于提升我国大推力液体火箭发动机产品质量具有重要意义。

1 俄罗斯液体火箭发动机验收标准现状

俄罗斯是目前国际上研制液体火箭发动机的主要国家之一，特别是在液氧煤油发动机领域内是世界领先的，俄罗斯将液体火箭发动机研制作为其一贯发展方向而大力推进，从而使得研制队伍稳定、产品线丰富、研制经验与技术传承性良好。然而，近些年航天发射活动中事故隐患频繁出现，很多问题是由于第一级角速度传感器安装错误等低层次操作错误导致，这些都与发动机制造过程的检验和验收不细致不到位密切相关，因此，俄方越来越意识到发动机过程控制验收的重要性。2009年至2016年间，俄罗斯在国家层面发布了多项液体火箭发动机标准，其中有两项是关于检验验收的，ГОСТР53374-2009《液体火箭发动机用于交付的制造和验收的一般要求》和ГОСТР56463-2015《小推力液体火箭发动机交付使用时制造、试验和质量检验验收的总体要求》，分别由俄罗斯研制生产运载火箭大推力液体火箭发动机的主导企业格鲁什科院能源机械科研生产联合体和“质子”号火箭发动机的发动机制造商“赫鲁尼切夫国家航天科学研究和生产中心的分支机构—伊萨耶夫化学机械制造设计局制定编写。其验收重心前移，重点针对设计方对生产方的验收要求，分别对发动机的材料和半成品、铸件、模压件和锻件、外观、焊接、装配和分解、储存、保管和运输过程中的检验和验收规则等进行规定，同时也是用于交付的液体火箭发动机检验验收合格判定的依据。

1.1 ГОСТР53374-2009

ГОСТР53374-2009《液体火箭发动机用于交付的制造和验收的一般要求》由俄罗斯联邦技术调节和计量署于2009年8月4日以第276号文件批准发布，用于液体火箭发动机交付的制造和验收环节。鉴于格鲁什科动力机械制造科研生产联合体具有丰富的研制产品线，在液体火箭发动机方面，特别是大推力液体火箭发动机研制方面的经验和权威性，他们牵头承担了标准的编写任务。该标准从液体火箭发动机研制过程中下厂验收的角度提出了大量的技术要求，是长期研制与工程应用经验的总结。在内容编排上，它采用从通用 （共性）到专用 （个性）、从原材料到零部组件再到整机，遵循液体火箭发动机全寿命周期检验验收的不同技术层次进行布局。标准共分成4部分：第一部分为文件、尺寸偏差等通用要求；第二部分为发动机用零部件、材料要求；第三部分为关键特性和特殊过程要求；第四部分为发动机试验与验收要求。

●通用要求：该部分主要陈述液体火箭发动机在制造、装配、检修、检验、试验、运输以及贮存过程中验收检验的通用要求，内容涉及文件要求、尺寸和极限偏差等方面。

●零部件与材料要求：该部分主要包括材料与半成品、螺纹与紧固件、弹簧等方面的要求。

●关键特性和特殊过程要求：该部分主要包括热处理、表面处理、焊接与胶接、涂层与润滑脂、装配与分解、贮存与运输等方面的要求。

●试验与验收要求：该部分主要包括试验要求、生产检验、验收检验、周期检验、特殊检验、补充检验等方面的要求。

1.2 ГОСТР56463-2015

ГОСТР56463-2015《小推力液体火箭发动机交付使用时制造、试验和质量检验的总体要求》用于小推力液体火箭发动机交付使用时制造、试验和质量检验，由俄罗斯联邦技术调节与计量管理局于2015年6月15日第701号命令批准发布，2016年1月1日开始实施。该标准适用于在航天工程中使用的小推力液体火箭发动机及其组成部件。规定了交付使用时小推力液体火箭发动机及小推力液体火箭发动机组成部件制造、试验和质量检验的基本要求。该标准在ГОСТР53374-2009的框架基础上细化了内容，对产品洁净度提出更高要求，同时结合小推力液体火箭发动机的特点对检验与验收内容部分做了更加详细的补充。标准共分成4部分：第一部分为文件、尺寸偏差等通用（共性）要求；第二部分为发动机用零部件、材料要求；第三部分为关键特性和特殊过程要求；第四部分为发动机试验与验收要求。

●通用要求：该部分主要陈述液体火箭发动机在制造、装配、检修、检验、试验、运输以及贮存过程中验收检验的通用要求，内容涉及文件要求、尺寸和极限偏差等方面。

●零部件与材料要求：该部分主要包括材料与半成品、螺纹与紧固件等方面的要求。

●关键特性和特殊过程要求：该部分主要包括表面处理、焊接、产品光洁度、装配与分解、贮存与运输等方面的要求。

●试验与验收要求：该部分主要包括试验要求、生产检验、验收检验等方面的要求。

2 国内液体火箭发动机验收标准现状

国内与液体火箭发动机验收相关的标准中，涉及验收流程、验收项目，验收管理要求、文件资料验收要求的相对较多，一般型号文件和各单位的企标都会详细规定。而针对实物验收环节，一般会将要求散落在多个标准中，比如组件检验验收方面有推力室、燃气发生器、机架、换热器、金属软管、地面试验用火工品等标准；整机检验验收方面有关于液体火箭发动机装配、分解要求，有制造、验收要求，有不分解交付要求等。经初步统计，国内关于液体火箭发动机验收的国家军用标准、航天行业标准、航天企业标准共计22项，其中整机相关标准4项，组件相关标准18项。

国家军用标准层面，整机有关液体火箭发动机验收方面的标准主要有2项：GJB 2200—1994《液体火箭发动机通用规范》、GJB 1546—1992《姿控火箭发动机通用规范》，分别规定液体火箭发动机和姿控火箭发动机的技术要求、质量保证规定及交货准备，规定了每台发动机都必须检验的项目为尺寸、质量、颜色、外观、标志代号、接口、泄漏、电路、电动气动、包装。这两个标准侧重规定发动机检验项目及质量保证规定，指导产品采购使用。

航天行业标准层面，整机有关液体火箭发动机验收方面的标准主要有2项： 《液体火箭发动机制造、验收通用技术条件》和《液体火箭发动机装配、分解要求》，分别规定了运载火箭、导弹用液体火箭发动机、小推力液体火箭推进系统的制造、试验、验收、封存和保管以及装配分解过程的通用要求，适用于发动机的制造、试验、验收、封存和保管。这两个标准涉及发动机全寿命周期过程的检验验收要求，但都是通用要求，很多详细指标要求都分别在推力室、燃气发生器、机架、换热器、金属软管、地面试验用火工品等标准中进行规定，特别是更加具体的要求一般在企业标准中予以规定。

3 国内外标准内容对比分析

为了详细地比较俄中两国液体火箭发动机验收标准的差别，重点选取了装配过程检验、检验验收规则两个方面，以列表的方式将俄罗斯标准与我国相关标准和文件规定的内容进行对比分析，对比分析见附表1和附表2。

附表1 装配过程检验要求分析对比

附表2 检验验收规则分析对比

4 启示与建议

通过国内外液体火箭发动机检验验收标准对比分析，得到国内在制修订相关标准方面的启示和建议。

a）俄罗斯国家层面的液体火箭发动机标准内容非常全面，涵盖从半成品、零部件到焊接、装配、贮存运输各环节的检验要求以及整机验收要求。该标准涉及范围基本横跨我国行业级及以上标准和部分企业标准规定范围；就标准内容而言，俄罗斯标准更加注重可操作性，正文中均给出了具体要求和指标，不需要嵌套查阅很多标准。

b）俄罗斯标准注重质量关键特性和特殊过程要求，将质量要求结合到检验要求中进行规定和落实，更关注关键特性、不可检不可测项目、特种加工等环节；侧重指标和过程控制，例如特别强调装配间隙要求、螺纹拧紧力矩控制、焊接接缝要求等，会不厌其烦地规定规范许多细节，并将其上升到国家标准层面加以规定和控制，例如压力表如何控制、检测装置测量时倾斜的角度、螺纹轻微崩扣（深度不大于螺纹型面高度的20%）以及螺线出现的刀痕、允许长度不大于螺旋线总长的10%，如果螺线起始和终止处的卷边以及锐边不影响其通过螺纹量规则不用报废处理，不允许旋入不合格量规超过两圈以上等等。

c）俄罗斯标准根据用途 （载人或不载人）规定发动机的验收方案。用于载人航天的液体火箭发动机必须逐台检验。用于不载人航天的液体火箭发动机可以抽检。俄标中非常注重试验边界条件、判据，对试验类型划分非常全面，对整个发动机全寿命周期需要考虑到的问题和需要做的试验验证要求全部在标准中进行规定。例如着重勾勒出环境温湿度的包络线要求，并将给所有检验环节和偏差要求一并列入标准中，使检验验收不留死角，规定了一些发动机组件需要在规定的周期内，进行周期试验来评估有些性能指标的稳定性等，以便于验收方全面掌握。

d）建议我国发动机检验验收环节能够借鉴俄罗斯标准中有价值的地方，突出关键特性、不可检不可测项目、特种加工等环节，更加侧重过程控制；对我国发动机检验验收标准进行优化，对现有发动机检验验收方面的标准中适当增加对关键过程控制检验点的要求，同时针对载人或不载人两种不同用途的发动机，提出对应的验收方案；在检验环节注重试验边界条件、判据，尽可能完善包络线以及特殊情况处理的要求。