固體火箭發動機測試與試驗技術主講：劉平安rbin

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Engineering第一章概論固體火箭發動機試驗與測量技術是固體推進技術的重要組成部分。固體火箭發動機在研制過程中和在交付使用前，必須經歷一系列試驗，主要有：部件試驗：如燃燒室殼體靜力試驗、噴管擺動試驗、點火裝置發火試驗等(舉例：保險機構打不開)；發動機地面點火試驗；使用性試驗，即模擬發動機使用時所處環境條件的試驗；遙測飛行試驗：發動機作為全彈(箭)動力裝置參與飛行試驗。本書主要論述地面點火試驗、試驗裝置與設備、試驗中的測量方法、數據處理與不確定評估方法以及試驗測試常用的傳感器、儀器儀表與系統。rbin

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Engineering研制新型號固體火箭發動機一般要經歷研究、設計、試制、試驗等四個基本環節組成的一個循環。試驗在這個循環中處于關鍵地位。這不僅因為發動機的性能、精度、可靠性需要通過實驗來評定、驗

證，而且還因為發動機研制過程中一些主要問題要依靠試驗來暴露，依靠試驗來尋找解決問題的途徑。舉例：某超高速魚雷使用兩臺固體發動機，性能靠試驗來保證。試驗在發動機研制的預研、模樣、初樣、試樣和批生產諸階段都起著重要作用。在預研階段，側重于發動機新的設計理論、新的結構形式、新材料、推進劑新的配方等單項技術研究與攻關。這期間不僅要做單項或部件試驗，同時也要把諸項新技術綜合設計在一個“綜合試驗發

動機”上做地面點火試驗，進行綜合考核，來驗證發動機新的設計

理論的正確性、新的結構形式的可行性、新材料與新配方的先進性和工藝適應性。一般說來，只有通過預研階段充分試驗考驗過的新技術才允許在新的型號研制中采用。舉例：某水沖壓發動機的研制。1.1試驗的地位與作用在模樣階段，試驗的主要作用在于考核發動機設計方案的可行性、結構合理性、所采用的各項新技術的相互匹配性、協調性。通過試驗暴露問題，為改進設計指出方向和尋找途徑。在初樣階段，發動機的總體方案已經確定，各部件的結構、材料及推進劑配方已經基本確定，一般不再做重大調整。這個階段，發動機要進行大量的使用性試驗即模擬使用環境條件的試驗，如：振動、加速度、沖擊、運輸、溫度循環、貯存等試驗。經這些環境試驗的發動機一般都要再做地面點火試驗，考核發動機經過環境試驗后工作的可靠性。同時還要對發動機的性能參數作出評價：是否滿足全彈的戰術技術要求。還要對工藝可行性、穩定性作出評價。在試樣階段，一般要進行組成發動機試驗，對發動機性能參數的精度作出評價，所以試樣階段的試驗屬于精度試驗，為飛行試驗提供數據。該階段試驗還要繼續考核工藝穩定性，為定型生產提供依據。在批生產階段，進行定型后的鑒定性抽樣試驗。其作用是檢驗工藝穩定性與可靠性、檢驗發動機性能參數是否落在設計規定的范圍內。綜上所述，固體火箭發動機試驗研究是固體火箭發動研制工作的重要組成部分，離開了試驗，固體火箭發動機技術就無從發展。使用性試驗就是發動機在使用過程中受到各種因素影響的試驗。這些因素不論是對單個發動機還是對裝在導彈上的發動機，在使用過程中都可能影響其工作性能和可靠性。為了考驗發動機在各種環境因素影響下的可靠性，使用性試驗是不可缺少的。使用過程中受到的影響因素很多，綜合起來可分為機械影響、

氣候影響及生態影響。航天用發動機還可能受到真空影響、宇宙射線影響等。但是最常見的影響是機械影響與氣候影響。機械影響來源于各種形式的運輸、裝卸起吊及飛行中的加速度、離心力，貯存時裝藥的自重等等。氣候影響如何使用地域上的溫差、晝夜溫度交變、高濕度、煙霧、風暴塵埃等。為了保證導彈系統在各種影響因素作用下都可靠地工作，進行一系列使用性試驗來評定、考驗發動機的使用安全性與可靠性是十分必要的。(舉例：運到巴基斯坦的發動機)1.2使用性試驗的作用與內容固體火箭發動機使用性試驗，包括下列幾種：(1)振動試驗固體火箭發動機振動試驗是在振動試驗臺上進行的。振動試驗臺

由振動激振器、發動機固定裝置及控制系統組成。振動試驗方法可分為兩類。即諧波激振法和隨機激振法。對于軍用產品，用隨機振動模擬使用條件較為合理。沖擊試驗沖擊試驗的目的是檢驗發動機在預定的沖擊載荷作用下工作性能

和可靠性。沖擊試驗在沖擊試驗臺上進行。最簡單的沖擊試驗臺是自由落體式試驗臺，它將發電機提升到一定高度并吊住后釋放，發動機自由落體下沖擊到有一定墊層要求的臺體基礎上，然后檢驗發發動機落下沖擊后的結構變化與性能變化情況。運輸試驗運輸設備的振動無明顯重復性，產生的力是非周期性的，由于道

路不平，引起的沖擊擾動是隨機性的振蕩，按美國專家給出的數據，在公路上運輸的振動頻率為2~3Hz,10~20Hz及80~100Hz，加速度幅值約為 ；在鐵路運輸時，頻率為3~5Hz，加速度幅值為 。發動機公路運輸條件要規定公路路面等級、運輸的距離及速度。鐵路運輸試驗要規定試驗路程、速度等。(4)環境條件試驗環境條件指溫度、濕度、氣壓等條件。環境試驗的一種主要形

式是試驗各種溫度狀態對發動機性能的影響，參考文獻[1]推薦可用以下溫度試驗評定短期貯存時發發動機的設計特性：熱環境條件在溫度305K條件下保溫10h，再在5h內升溫至325K，保溫4h，然后在5h內降低溫度至305K;冷環境條件

在223K溫度下保持24h再降至219K;溫度循環建議發動機在整裝狀態下作一星期的溫度循環試驗。(5)貯存試驗便于長期貯存是固體火箭發動機的優點之一，但其貯存期要通過貯存試驗來確定。發動機處于較長服役期內，其性能的穩定性要求非常嚴格。影響性能穩定性的因素很多。首先，固體推進劑的基體是高分子聚合物，其物理和化學性能隨著貯存時間的增長產生老化，這就會給發動機的性能和工作帶來影響或危險性；其次，近來發動機殼體、噴管廣泛采用各種聚合物材料，如玻璃鋼、有機纖維復合材料等，這些非金屬材料也會隨著時間的延長而產生老化，即使是金屬材料也會出現銹蝕或變形；此外，各種密封件的老化、永久變形，嚴重時，會產生密封失效；發動機長期水平放置時，由于重力的影響，裝藥的幾何尺寸會發生變化，嚴重時會出現裂紋和脫粘，一旦出現這種現象，很可能導致發動機點火時爆炸。凡此種種因素的影響，無法用計算的方法加以評定，只有靠貯存試驗來考核。長期貯存試驗的目的就是要確定發動機服役的有效期。要編制貯存試驗大綱，內容包括貯存試驗的發動機臺數、隨機貯存的各種材料的試驗件數量、貯存庫房的環境條件要求、貯存期內的檢查和到期發動機的地面點火試驗。對某些材料的試件還可以做快速老化的試驗來獲得敏感的老化參數。根據掌握的有關數據，編制維修工作計劃，更換短壽命的零件(如密封圈之類)，最后規定固體火箭發動機的服役期限。舉例：關于密封圈的更換地面點火試驗又稱試車，相對于飛行試驗而言可稱其為靜止試驗，其特點可以歸納為以下幾點：工作時間短且測量環境惡劣固體火箭發動機工作時間短，只有零點幾秒到數十秒，最長不過百余秒，在很短的時間內，燃燒室中推進劑燃燒要釋放出巨大的能量，產生高溫

(3000~4000K)、高壓(3~25Mpa)的燃氣，通過噴管噴出，流速可達2000m/s,同時伴隨著強烈的振動和發出巨大的噪聲，這樣就形成了非常惡劣的測量環境。同時由于工作時間短，各種參數變化快，對各參數的測量傳感器和儀器要求具有快速測量能力和防高溫、耐高壓、抗沖擊及抗干擾的能力，因此對測量技術的要求是很高的。技術領域廣，工作系統多試驗與測量集中了許多現代科學技術(包括管理科學)，是一項系統工程。固體火箭發動機是利用現代科學技術中若干最新成就所研制的尖端產品，對它進行試驗要涉及許多技術領域，如現代測量技術、機械設計技術、電子技術、真空低溫技術、精確計量技術、自動控制技術、計算機技術，對結果的分析還

要用到現代數理統計及可靠性技術等等，只有把這多種技術、多種系統、分系

統及分散在各崗位的技術人員組織起來使之有計劃、有步驟地協同工作，試驗

才能完成。因此，只有采用系統管理科學，才能組織好地面點火試驗。1.3地面點火試驗的特點試驗費用高，次數少大型固體發動機造價昂貴，每次試驗耗資數十萬甚至數百萬元，而其一臺發動機只能試驗一次。昂貴的造價決定了用于點火的發動機數量不能太多，這就要求精心組織每次試驗，做到穩妥可靠、萬無一失，并盡可能多地獲得一些測量數據。不安全因素多，危險性大研制初期的發動機容易發生故障，甚至發生爆炸，因此試驗中的安全技術措施非常重要，要做好各種防范措施。環境污染嚴重固體火箭發動機點火試驗時，排除的大量燃氣中，含有一定量的

有害氣體和氧化鋁微粒，擴散到空氣中，會造成大氣污染，一旦試

驗失敗，要動用消防水滅火，產生的污染水流入周圍地區和河流，

也會造成環境污染，必須進行檢測和治理。舉例：實驗室門口的樹。由于點火試驗具有上述特點，因此，對試車臺的建立、試驗設備的配置、發動機參數的測量系統等提出了特殊的要求，這些要求將在以后的各章中分別敘述。固體火箭發動機的試驗研究是在專門的試驗基地進行的。許多國家對試驗基地建設非常重視，美國是世界上擁有固體火箭發動機試驗基地最多的國家。這些基地一般擁有：臥式、立式試車臺；高空模擬試車臺；高溫、低溫試驗室；振動、沖擊試驗臺和貯存試驗庫；測量控制中心與計算中心；校準測量傳感器的計量中心；對試驗發動機進行檢查、裝配，試驗后進行分解、測量的車間；試驗技術、測量技術研究室。1.4地面試驗基地的組成固體火箭發動機試驗與測量技術是根據火箭發動機技術發展的需要，

隨著科學技術水平的提高而發展起來的。由于現代科學技術的發展，新型的高強度、低密度材料的出現，高能推進劑的研制成功，新的設計理論的突破，固體火箭發動機的性能有了很大的提高。這樣對發動機試驗技術與測量技術就提出了更高的要求。固體火箭發動機試驗技術發展大約可歸納為以下幾點：試驗能力將會進一步提高用于航天助推器的固體火箭發動機通常是非常大的如美國的“大力神-

C3”火箭有兩個直徑3m的發動機，總推力達9000kN，美國還研制了直

徑4m和6.6m的固體推進器、推力達幾十兆牛。為試驗這種巨型火箭發動機必須建造巨型試車臺。首先遇到的是巨型試車架的設計與制造問題，運輸、起吊問題，還有數十兆牛力值的傳感器計量與校準，建立數十兆牛力值的標準等等，都需要突破一系列技術難關。測量系統的特殊要求一些具有特殊用途的發動機，如多次啟動的發動機、宇宙飛船上彈射

救生的逃逸發動機，有的工作時間極短，推力又非常大，這些發動機試驗對測量系統要求測量系統有很好的動態特性，能不失真地測量推力脈動，這些都是目前尚待解決的技術難點。1.5試驗技術的發展與展望測量方法將有新的突破固體火箭發動機地面點火試驗中瞬時燃速的測量、瞬時質量流量測量、

噴管擺動的瞬時中心的測量、內外流場測量等，隨著高能直線加速器、X射線CT技術、激光全息技術等在火箭發動機試驗中的應用，可望有新的突破。高空模擬試驗的要求更高，范圍更大隨著發動機技術性能提高，高空模擬試驗領域內，不僅模擬高度要提高120km以上，同時還要模擬溫度環境(氣動加熱)、宇宙射線輻射環境及微重力環境，甚至還要模擬宇宙間的“冷”、“黑”等環境，無疑這又將提出新的技術課題。舉例：小衛星的發射，旋轉發動機。計算機輔助試驗與仿真技術的應用為減少試驗次數，節省費用開支，可通過少量試驗，獲得一定量試驗數

據，建立數學模型，利用計算機輔助試驗或仿真來解決部分試驗問題。當

然計算機仿真技術不能完全代替發動機點火試驗，最終還得靠熱試車來驗

證、評定發動機性能參數。舉例：藥型設計的模擬以及在模擬方面的優勢。rbin

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Engineering第二章地面點火試驗2.1概述地面點火試驗是按試驗任務書要求，將發動機以一定方式（以不影響推力測量為原則）安裝在試車臺架上，按著預先設置的程序點燃推進劑，使發動機工作并按指令完成規定的動作，同時進行參數測量的全過程。地面點火試驗的主要目的如下：考核結構的完整性和合理性；考核各分系統的工作可靠性及其匹配關系；評定發動機的內彈道特性；測得發動機的能量特性；測得其他特性參數；rbin

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Engineering?15地面點火試驗的基本特點和主要要求是：經濟性

由于用于地面點火試驗的發動機實物數量不可能很多，尤其是大型發動機地面點火試驗的次數是很有限的，這就要求每次試驗都能獲得盡可能多的有用信息，并且這些信息是準確可靠的，即應以最少的投入獲得最大的效益；實用性

試驗與測試設備應處于最佳工作狀態，試驗結果令人滿意，不出現由于試驗程序和其它人為因素而造成的附加影響甚至不良后果。先進性

主要表現為試驗與測試設備性能的提高，使測得的各特征參數更加精確，進而使對發動機結構可靠性和性能可靠性的評定置信度更高。2010年8月31日美戰神火箭發動機進行低溫試驗推力達1633噸該項火箭發動機試驗耗資7500萬美元。?16arbin

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Engineering?17地面點火試驗是個比較復雜的工作過程，通常都要經過試驗準備、點火試驗、試驗結果分析與評定等主要階段；在工藝上包括發動機吊運、試車架安裝調試、傳感器性能檢定、測量系統的配套與調試、點火程序控制、參數測量及數據處理等若干個工藝環節。有的發動機還要進行溫度環境試驗。為了完成試驗任務，取得良好的試驗效果，達到預期的目的，地面點火試驗時必須編制試驗大綱，制定安全可靠的試驗方案，采

用滿足試驗要求的試驗與測量設備，同時采取有效的安全技術措施。2.2考核項目與測量參數固體火箭發動機地面點火試驗的考核項目與測量參數可分為兩類：一類用于評定發動機的結構性能，另一類用于評定發動機的工作性能。arbin

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Engineering?182.2.1結構性能及其有關參數發動機的結構性能多數是通過結構試驗加以考核的。從評定結構可靠度的角度出發，可以把固體火箭發動機分為以下幾個分系統：裝藥-點火系統；殼體-包覆層-絕熱層系統；噴管-推力矢量控制系統。上述各分系統的結構完整性、工作可靠性以及各結合面的密封性能等通常都需通過地面點火試驗加以考核和評定。雖然在試驗階段的發動機還不能與最終方案達到完全一致，但這并不妨礙對基本上與飛行狀態相一致的各分系統的評定。通過結構試驗可以獲得下列結果：絕熱層的熱防護性能及其粘結強度；殼體材料的應力、應變、溫度等數據；噴管及其喉襯的耐燒蝕、抗沖刷和抗熱震性能；推力矢量控制部件的工作性能；點火器的點火性能；噴管與殼體等各連接部件的連接強度和密封性能；與結構性能有關的其它參數；arbin

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Engineering?192.2.2工作性能及其有關參數發動機的工作性能主要包括內彈道特性和能量特性，與這兩種特性有關的主要參數是壓力-時間和推力-時間參數。（1）壓力-時間歷程燃燒室壓力-時間歷程是地面點火試驗必須測量的參數，它是評定發動機內彈道性能的依據，通過對壓力-時間測量結果的處理可以進一步得到下列各特征參數：最大壓力； 最小壓力；壓力沖量；工作時間平均壓力；裝藥的燃燒時間；點火延遲時間；燃氣的平均秒流量；壓力比沖；燃燒終點壓力；發動機的工作時間；特征速度；裝藥的平均燃燒速度。（2）推力-時間歷程發動機的推力-時間歷程是評定發動機能量特性的依據，通過對推力-時間測量結果的處理可以得到下列各特性參數：最大推力；燃燒時間平均推力；推力系數;有效沖量；最小推力；工作時間平均推力；發動機總沖;發動機比沖；真空推力（高空模擬實驗）；真空比沖（高空模擬實驗）；真空推力系數（高空模擬試驗）。arbin

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Engineering?202.2.3其他參數在地面點火試驗時還根據試驗需求進行下述各類參數的測量：發動機的振動加速度和振動頻率；噴管和其他零件的應變、溫度；推力偏心；控制力和控制力矩；噴管擺角和擺動角速度；發動機在工作過程中各部件產生的位移；推力終止參數；發動機在試驗前、后的質量；噴管喉徑和出口面直徑在試驗前、后的數值；熱防護層的剩余厚度。arbin

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Engineering?212.3試驗類型（1）

常規試驗常規試驗亦稱為結構試驗，這是一種最基本、最常用的試驗方法,發動機在研制過程中的很多技術問題都需通過常規試驗來暴露并加以解決。這類試驗有兩個主要目的，其一是考核和評定發動機結構的完整性和工作的可靠性；其二是測得發動機的內彈道性能參數。常規試驗的主要特點是對試驗無特殊要求，試驗條件與測試要求比較容易達到，具體表現在以下幾個方面：對推力測量精度要求較低，甚至有時可以不進行推力測量；采用普通試車架，試驗工裝成本較低；測量的參數少，測量條件比較容易保證；操作比較簡單。常規試驗適用于研制初期的各種型號的發動機。arbin

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Engineering?22性能試驗性能試驗亦稱高精度試驗，這也是一種常用的試驗方法。性能試驗主要用于精確測量發動機的能量特性，為總體提供較精確的比沖（或總沖）數據和推力-時間曲線，同時進一步考核結構性能和評定內彈道性能。這類試驗的特點是對試車架的動、靜態性能要求較高，試驗時要求測量的參數多，操作程序復雜。性能試驗適用于研制后期的發動機以及定型發動機的抽樣檢查試驗。高空模擬試驗高空模擬試驗（簡稱高模試驗）是一種在地面進行的、使發動機在人為形成的高空低氣壓環境中點火工作并進行參數測量的試驗方法。高模試驗屬于性能試驗，用于精確測量發動機的真空比沖或總比沖和在高空條件下的推力-時間曲線，考核發動機，特別是大面積比的高空噴管在低氣壓條件下的結構可靠性與傳熱特性，評定發動機的高空點火性能和推力矢量控制性能等。arbin

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Engineering?23高模試驗的特點是試驗技術復雜、要求高，具體表現在如下幾個方面：試車設備和試車臺的技術設施比較復雜，它不但需要精度很高的試車架，而且需要產生和維持高空低氣壓條件所必須的試驗艙、排氣擴壓器、預抽真空系統，還需要在發動機工作即將結束時使試驗艙壓力恢復到常壓，防止燃氣回流沖擊的補氣裝置；由于高模試驗時發動機是在具有一定真空度的試驗艙內工作的，一旦發生故障，其損失和危害都比其他類型的試驗大，這就要求高模試驗的發動機有更高的結構可靠性，為此，這類發動機必須經過充分的地面試驗的考核；由于試驗設備的復雜化，使影響試驗的不可靠環節增多，這就要求所有的試驗設備都必須工作可靠，為此，試驗前要對各系統進行認真的檢查；試驗過程復雜，工作周期長，技術難度大；測試項目多，精度要求高。高模試驗適用于高空條件下工作的發動機，如多級火箭的第二、三級發動機和發射衛星用的遠、近地點發動機等。arbin

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Engineering?24（4）旋轉試驗某些導彈或衛星用的固體火箭發動機是在旋轉狀態下工作的，為了考核發動機在旋轉狀態下的工作性能與可靠性，就提出了做旋轉試驗的要求。旋轉試驗是使發動機在以一定速度繞軸線旋轉的狀態下進行點火工作和參數測量的試驗方法。通過旋轉試驗可以考核發動機在旋轉狀態下的點火性能和結構性能，評定由于旋轉而帶來的氧化鋁沉積對燃速的影響。這類試驗對試驗與測量裝置的要求是：試車架上需裝有使發動機按一定轉速旋轉的動力裝置和傳動機構；過渡架上需裝有便于在旋轉狀態下傳遞測量參數的“集流環”或非接觸測量時所用的信號傳遞裝置。arbin

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Engineering?25（5）推力矢量控制試驗固體火箭發動機的推力矢量控制機構有多種類型，近代大型固體火箭發動機較多采用的是柔性噴管。推力矢量控制試驗的主要目的是考核推力矢量控制機構的工作可靠性，測量控制機構的控制特性，如控制力、控制力矩、擺角和擺動角加速度等。對擺動噴管推力矢量控制試驗的要求是：試車臺需配置一套專用的液壓源；發動機及試車架都需在噴管擺動方向上有可靠的限位與固定；需要有指令信號發出裝置；需要有進行擺角、擺心、擺動角速度等參數測量的裝置；測試項目較多，除發動機參數外，通常還包括控制機構的起動、位置、暫態、速度頻率和振動特性參數等。arbin

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Engineering?26推力矢量控制試驗中有時還要測量發動機的側向力，即推力的分力。側向力主要來源于控制機構（如噴管的擺動）和發動機的不對稱性（如幾何不對稱性和氣動不對稱性），一般地說，由于推力控制機構所產生的側向力是比較大的，而由發動機的不對稱性引起的側向力是比較小的。當需要知道發動機的推力分量，進而知道推力偏心角和橫向位移時，就需在多分力試車架上進行分力測量試驗。多分力試車架的設計及分力測量都有較大的技術難度，在分力測量中，多分力傳感器具有較大的適用價值。（6）推力終止試驗推力終止是指在發動機工作當中按指令將推力消除掉或使推力終止。液體火箭發動機的推力終止可通過關機來實現，而固體火箭不可能進行關機，因此其推力終止方法也與液體發動機不同。arbin

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Engineering?27固體火箭發動機的推力終止可有兩種方法，一種是用發動機上自帶的特制冷卻劑將推進劑的燃燒熄滅；另一種是在發動機的前封頭上開設一些小孔（這種小孔稱為反向噴管）。后一種方法不但經濟性好、比較容易實現，而且終止精度較高、效果較好，因此已被廣泛應用。這種方法的工作原理是：當需要終止發動機的推力時，通過控制機構引爆起爆管，將反向噴管打開。反向噴管打開后即產生與主推力方向相反的反推力，當反推力與主推力略大于主推力，這樣，發動機便會產生一定量的負推力。推力終止試驗的主要目的是考核反向噴管及其打開機構的工作可靠性，測量反向噴管打開時間及其同步性，測量反向噴管打開后所產生的負推力的瞬變過程等。進行推力終止試驗時需注意下列事項：反向噴管打開后，將在主推力方向上噴出火焰和拋出物，因此要特別注意試驗設備和人身安全；反向噴管打開后，發動機將存在負推力瞬變，因此，要求試車架及其測力組件具有承受一定反推力的能力。arbin

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Engineering?28試驗任務書與試驗大綱試驗任務書試驗任務書是由設計部門根據發動機的研制計劃與研制需要擬制的，它是試驗單位編制試驗計劃（或試驗大綱）的技術依據，對試驗任務書的要求是：時間要超前試驗任務書，特別是新型號發動機和對試驗、測試有特殊要求的發動機，其試驗任務書要為試驗留有足夠的準備時間。在準備時間內將要完成試驗設備的設計與加工、測試設備的配置與調試和其它各項工藝技術準備工作；任務要明確要明確提出試驗時間、試驗數量、試驗目的和試驗的技術要求：數據要完整準確對于一般的試驗，任務書中要給出下述各發動機參數：arbin

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Engineering?29總質量及裝藥量；外形尺寸，包括總長度、直筒段長度、直筒段直徑等；殼體材料；工作時間；預計的最大推力和平均推力；預計的最大壓力和平均壓力；對于高空模擬試驗的發動機，還應給出下述各參數：燃燒終點壓力；理論p-t的曲線；燃燒室總溫；平均質量流量；燃氣比熱比；噴管出口面氣流和馬赫數；出口面靜溫與靜壓；出口面定壓比熱；噴管出口半錐角。arbin

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Engineering?30（4）其它要求如對發動機的起吊與安裝要求、發動機加工的質量情況

及總裝出廠時的技術狀態等都需在適當的時候向試驗單位進行比較詳細的技術交底。2.4.2試驗大綱試驗任務書會簽后，試驗單位需根據試驗任務書要求編制試驗大綱。試驗大綱是全面完成試驗任務所必需的指導性文件，它應包括試驗的計劃管理工作、技術方案和質量保證措施等各項內容。編制試驗大綱時要充分考慮本試驗單位的試驗能力，而試驗能力取決于車臺的建筑規模、技術設施完善程度、測試設備的先進性與完整性。試驗大綱應明確下述各項目：試驗期限；試驗類型；試驗場地；試驗設備及技術要求；測試儀器及其技術要求；試驗方案；工藝路線；完成單位及進度要求；試驗的安全措施；試驗的冷卻措施；關鍵崗位、關鍵數據及其控制措施；試驗結果處理與評定；試驗報告及其技術要求。arbin

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Engineering?31試驗過程與工作內容地面點火試驗的全過程可按時間順序和工作性質分為試驗準備、點火試驗、試后現場處理、試驗結果分析與評定等四個階段。試驗準備階段試驗準備階段是指從試驗任務書會簽后到發動機上臺前這一個時期的工作。試驗準備階段的工作量可因發動機型號和對試驗的要求不同而不同。對于新型號發動機和對測試有特殊要求的發動機，在試驗準備階段往往要進行試驗工裝的設計與加工、測試儀器的配置與調試等，其工作量較大，所需的時間也較長。對于一般的試驗，這一階段通常要完成下述各項工作：根據試驗任務書和試驗大綱要求，配備好試驗工裝并進行必要的性能調試；編制點火控制與測試程序并對測試設備進行性能調試；對試車臺各分系統進行檢查，使其達到正常工作狀態；進行發動機上臺前的預裝和試裝；arbin

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Engineering?32根據任務書要求，對發動機進行保溫處理；進行各項工藝技術準備，如編制工藝文件、繪制工藝圖等。2.5.2點火試驗階段通常把發動機進入試車臺到發動機點火完畢這一工作過程叫點火試驗階段（簡稱試驗階段），這一階段的工作程序如下：發動機吊起與轉運；發動機的安裝與調試；點火前的校準與檢查；發動機的點火與參數測量。這一階段的工作特點是環節緊湊、程序分明，每一環節都直接關系到試驗的成敗，因此對每項工作都有比較嚴格的技術要求。arbin

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Engineering?33發動機的起吊與轉運這一環節的最終目的是將發動機從產品運輸車上平穩、安全、可靠地調運到試車架上就位，為達到這一目的，必須采取合理的吊裝方法，采用性能可靠的吊具與吊車。合理的吊裝方法是指起吊位置與支撐位置相矛盾，盡量減少起吊發動機處于平穩狀態，且不引起發動機變形。發動機的安裝與調試發動機的安裝調試是指發動機在試車架上就位以后的一系列安裝與調整工作。這些工作包括發動機與動架之間的固定，過渡架、測力組件、校準組件的安裝以及安裝過程中發動機調整等。方位調整的目的是使發動機軸線、測力組件軸線和承力墩的承力面相垂直，使傳感器免受安裝力和力矩的影響，這對提高推力測量精度是十分有益的。arbin

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Engineering?34點火前的校準與檢查為保證測控系統工作的可靠性和正確性，在發動機點火之前要進行預檢和校準，其中包括點火控制程序的檢查（此項檢查通常稱作合練）、各參數測量系統的校準等。高精度試驗時還要進行原位校準。原位校

準的目的是檢查發動機的安裝情況，確定推力測量系統的靜標精度。

對原位校準的要求是校準完畢后發動機的安裝狀態不再變動，如需進

一步調整，調整后重新進行校準。原位校準時加、卸載循環次數不少

于3次，校準點數不少于6點。發動機點火與參數測量發動機點火必須在各項準備工作都充分做好以后再進行，而且要求點火電線的連接、合閘、啟動等項操作都必須準確無誤。參數測量是指發動機在工作過程中各種特征參數進行測量。測量參數及其測量路線的多少一般由試驗任務書給出，在實際測量時，對主要參數（如推力、壓強等）的獲得率及其測量精度要重點加以保證。arbin

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Engineering?352.5.3試后現場處理正常情況的處理發動機冷卻對于大多數試驗（高模試驗除外），在發動機工作結束后要及時用冷卻劑對燃燒室內腔和噴管外部進行冷卻，冷卻的目的是終止殘余燃燒，保護絕熱層和噴管，以利于分析這些部件結構材料的工作性能。常用的冷卻方法是從噴管一端將水以霧狀形式噴射到燃燒室內，這樣可以使水得到充分的蒸發和使燃燒室內表面得到均勻的覆蓋，從而保持絕熱層的完整性。測試系統的檢查這里主要是指對各參數測量系統的工作情況進行檢查，當測量數據出現失真時，通過檢查可以判定失真的原因，提出解決的辦法。根據需要有時還對推力測量系統進行試后的原位校準，此校準數據也可以作為原始數據的一部分納入試驗報告。arbin

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Engineering?36c．發動機處理試驗結束后要根據任務書要求對發動機空殼做相應的處理，常見的處理內容是：分解發動機，卸下噴管和前頂蓋；稱量殼體和主要部件的質量；測量噴管喉徑和出口面直徑。d．試驗設備處理試驗結束后需對試車架等主要設備的完整性和技術狀態進行檢查，這不僅有助于試驗結果的分析評定，也是對試驗設備的維護保養所必需的。（2）

異常情況處理地面點火試驗中的異常情況主要有兩種，一種是不能正常點火，另一種是點火后發動機工作發生故障，如殼體爆破、噴管吹掉等。當發動機不能正常點火時，要切斷點火電源，檢查點火線路，故障排除后（可通過打點火頭驗證）再按原程序點火。當出現殼體爆破引起臺內燃燒的事故時，要維護好現場秩序，組織專門人員進行消防，盡量減少事故損失。同時，對現場、發動機殘骸和碎片進行必要的拍照，為事故分析提供原始資料。arbin

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Engineering?372.5.4試驗結果（1）試驗結果的分析與評定發動機的地面點火試驗共有四種可能的結果，即：成功、基本成功、部分成功、失敗。發動機正常工作的時間歷程、試驗結束后部分部件的完整性、測試數據的完整性與真實性是評定試驗成敗的依據和標志，而數據處理結果則是評定發動機工作性能的依據。a.發動機性能的分析與評定發動機性能參數是通過對測試數據的處理而得到的。在發