载人航天测试发射流程的设计与实现

发布时间：2017-09-22 17:08

  本文关键词：载人航天测试发射流程的设计与实现

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【摘要】：随着我国航天事业的蓬勃发展,我国航天发射的数量和规模正在迅速向世界先进水平看齐,航天发射任务的高密度和常态化已经成为显著特点。但是由于受到各种因素的影响和制约,我国的航天任务在发射场的测试发射阶段所用的时间还比较长,相对美俄等国家而言,技术相对还比较落后,效率还很低,制约了航天事业的发展。按计划,我国空间实验室交会对接任务即将实施,为了适应新的形势需求,我国载人航天发射场迫切需要优化现有任务测试发射流程,科学、合理、高效地安排载人航天工程各系统在发射场测试发射过程中的物流方向及技术状态、工作次序和有关测试项目内容,以保证后续空间实验室交会对接任务顺利圆满完成。本论文针对我国载人航天发射场当前特点,在充分继承前期试验任务取得成果的基础上,在确保可靠性、安全性的前提下,尝试性提出了优化发射场测试发射流程,缩短测试发射周期的设想,希望通过对载人航天发射场测试发射工艺流程的改进,达到提高发射场发射效率的目的。这样不仅能满足新增任务需求,同时也可以为工程各系统的测试设备、航天产品生产和发射技术流程研制提供参考依据,进一步提升我国载人航天测试发射综合能力。论文主要研究内容包括了以下几个方面:首先是对流程优化设计的安全性和可行性进行评估。先采用ECRS(取消Eliminate、合并Combine、重排Rearrange、简化Simplify)流程优化方法,提出“一次扣罩”流程优化思路和方案,然后采用工程和流体力学仿真方法,分析飞船推进剂泄漏及爆炸对脐带塔和垂直总装测试厂房的影响,在考虑飞船加注后电测的安全性设计、测试状态控制和故障预案等因素的情况下,对三种可能电测方案进行初步编排和对比分析,设计了合理可行的电测地点和电测方案,确保了流程优化方案的安全性。其次是对分系统流程和联合测试项目进行设计与分析。采用ECRS优化方法重排分系统流程和联合测试项目,并进行测试覆盖性评估和发射区工作时间预估,实现优化。通过优化设计论证,将飞船加注后全部电测项目安排在发射区,既保证了测试覆盖性,又满足发射区工作时间不大于5天的要求。同时进一步优化和评估了加注扣罩流程、临射检查和垂直转运程序、火箭飞船自主测试技术流程等。最后设计了一个交会对接通用型测试发射流程并进行了合理可行性评估和模拟任务检验。通过模拟任务合练及执行情况分析,全面评价了新流程在具体任务应用中,是否存在影响任务进程的安排、系统间协同关系是否正确、质量控制节点是否有效,同时针对试验任务中的应用情况和存在的不足进行了总结,对应用效果进行了综合评价。
【关键词】：载人航天 测发流程 优化论证 风险评估
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V553.2
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-21
• 1.1 课题背景及研究目的意义10-12
• 1.1.1 课题研究背景10-11
• 1.1.2 项目研究的主要意义11-12
• 1.2 测试发射工艺流程发展及现状12-19
• 1.2.1 航天测试发射工艺流程的发展12-17
• 1.2.2 航天测试发射流程发展现状17-19
• 1.3 论文主要研究内容19-21
• 第2章 基于ECRS分析的扣罩转运流程优化21-28
• 2.1 引言21
• 2.2“一次扣罩”方案的提出21-22
• 2.3 ECRS分析法22-24
• 2.4 基于ECRS的“一次扣罩”方案设计方法24-27
• 2.4.1 扣罩转运流程设计24-26
• 2.4.2 船罩组合体室内转运方法优化26-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第3章 测试发射流程优化中的安全性问题分析与评估28-42
• 3.1 引言28
• 3.2 推进剂泄露及爆炸故障影响分析评估28-36
• 3.2.1 飞船推进剂泄漏分析28-30
• 3.2.2 极端情况导致整流罩爆裂后果仿真分析30-33
• 3.2.3 推进舱发动机意外点火分析33
• 3.2.4 逃逸塔意外点火分析33-34
• 3.2.5 飞船爆炸引发高空逃逸发动机和逃逸塔爆炸分析34-36
• 3.3 飞船加注后安全性问题的分析36-39
• 3.3.1 飞船防推进剂泄漏设计分析36-37
• 3.3.2 飞船加注后防泄漏及应急处置37-39
• 3.3.3 结论39
• 3.4 流程优化安全性风险综合评估39-41
• 3.4.1 安全性风险综合评估的目的39
• 3.4.2 安全性风险评估的方法39-41
• 3.4.3 系统流程优化安全性评估41
• 3.5 本章小结41-42
• 第4章 基于ECRS分析的分系统测试发射流程优化42-59
• 4.1 引言42
• 4.2 加注后飞船电测方案优化分析42-45
• 4.2.1 电测方案的设计原则42
• 4.2.2 电测方案的设计与分析42-44
• 4.2.3 比较分析法选出合适电测方案44-45
• 4.3 运载火箭测试发射流程优化分析45-47
• 4.3.1 优化目标45
• 4.3.2 重排运载火箭技术区总检查测试方法45-47
• 4.3.3 取消火箭阶段质量评审作为飞船加注放行条件分析47
• 4.3.4 总装测试项目优化47
• 4.4 垂直转运流程优化47-50
• 4.4.1 现行转运流程分析47-48
• 4.4.2 优化调整48-49
• 4.4.3 垂直转运流程优化条件论证49
• 4.4.4 优化效果分析49-50
• 4.5 接口覆盖性论证及联合测试项目优化分析50-55
• 4.5.1 测试覆盖性定义50-52
• 4.5.2 采用“一次扣罩”流程后测试项目覆盖性分析52-53
• 4.5.3 新排联合测试项目接口覆盖性分析53-55
• 4.6 临射检查程序优化分析55-58
• 4.6.1 设计目标55-56
• 4.6.2 航天员进舱时间分析优化56-58
• 4.6.3 飞船通电时间分析优化58
• 4.7 本章小结58-59
• 第5章 基于层次分析法的测试发射流程优化评估与应用验证59-73
• 5.1 引言59
• 5.2 通用流程建立59-61
• 5.2.1 通用流程的实现59-60
• 5.2.2 效果分析60-61
• 5.3 通用型流程的合理可行性分析评估61-67
• 5.3.1 层次分析法原理61-63
• 5.3.2 评估体系的建立63-64
• 5.3.3 评估准则的设置64-65
• 5.3.4 方案分析评估65-67
• 5.3.5 评估结论67
• 5.4 任务演练中应用验证分析67-71
• 5.4.1 演练流程设计67-68
• 5.4.2 演练情况68-69
• 5.4.3 演练结论69-71
• 5.5 本章小结71-73
• 结论73-75
• 参考文献75-80
• 致谢80

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