运载火箭飞行结果分析与评定

运载火箭飞行结果分析与评定

国家标准 GB/T32454一2015 运载火箭飞行结果分析与评定 FIightevaluationoflaunchvehicle 2015-12-31发布 2016-07-01实施 中毕人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布 中 国国家标准化管厘委员会国家标准
GB/T32454一2015 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本标准由航天科技集团公司提出 本标准由全国宇航技术及其应用标准化技术委员会(SAC/TC425)归口 本标准起草单位:北京宇航系统工程研究所 本标准主要起草人;魏远明,秦旭东,雷凯,吴义田,李国爱、谢置,朱冬阁,李重远、陆凯、王静华、 李凰立,徐庆红,朱平平、潘辉
GB/T32454一2015 运载火箭飞行结果分析与评定 范围 本标准规定了运载火箭飞行结果评定的一般要求,总体和分系统的分析内容及评定结果的报告 要求 本标淮适用于运载火箭飞行试验和应用发射结果分析 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件,凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T32455一2015运载火术语 术语和定义 GB/T32455一2015界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 有效载荷payload 由运载火箭送人预定轨道的飞行器,包括卫星、探测器、飞船等 3.2 neeringoflaunchvehicle 运载火箭总体systemengim 开展运载火箭顶层设计的单位或专业的统称 一般包括:轨道、制导与精度分析、姿控总体、电气总 体,结构总体,分离总体、气动与热环境,力学环境,动力总体,地面总体等 3.3 运载火箭分系统sulsystem oflaunchvehicle 接收运载火箭总体设计要求或任务书,开展运载火箭某一方面具体设计和实现的单位或专业的统 称 一般包括;控制系统、测量系统(包括遥测系统和外弹道测量及安全控制系统推进剂利用系统、箭 体结构,动力系统(包括发动机系统和增压输送系统),地面发射支持系统、故障检测和处理系统,逃逸系 统等 3.4 子级substage 运载火箭完成单独完整的工作阶段后被分离的部分，一般为多级串联火箭中的一级 3.5 残骸dehris 火箭残骸 子级分离后,落在地面(水面)部分的统称
GB/T32454一2015 一般要求 飞行结果评定信息源 4.1 4.1.1基本信息源 飞行结果评定信息源主要包括 a)遥测数据 注由运载火箭(以下简称火箭)自身通常由测量系统)进行渊量,采集并传送到地面的参数 遥测参数按照测量 系统实现方式可以分为电量参数和非电量参数;按照测量原理可以分为模拟量参数和数字量参数;按照参数随 时间变化特征可以分为速变参数和缓变参数;按照参数表征物理意义可以分为电压,电流,液位,转速、图像等 b)外测参数 注:指由地面测控站、车、船等测量到的火箭飞行轨迹等参数 如人轨点的半长轴、轨道周期,偏心率,近地点高度、 远地点高度、轨道倾角,近地点幅角、升交点赤经(或升交点经度,火箭起飞漂移量,外测影像资料等 火箭残骸落点信息 c d)发射前和发射时有关地面测试的数据和信息 场区数据和发射日的气象数据; e 相关参数的理论设计值; 其他可供分析的信息 g 4.1.2故障分析信息源 飞行出现异常或故障时,飞行结果评定在基本信息源基础上还应增加如下项目 a)复现故障的各种地面试验的数据和信息; b) 必要时,针对故障补充提出新的数据处理要求; e)残骸信息 4.2分析内容 4.2.1系统和专业划分 运载火箭总体、各分系统、单机单位根据飞行结果分析与评定信息源开展飞行结果分析工作,通过 对比理论设计值与飞行实测结果(或根据实测结果推算的结果)和系统(产品)工作状态对单机、系统和 全箭的飞行情况进行评定 按照系统和专业划分,可以分为 a)轨道与总体分析; b) 制导分析 e)姿态控制系统分析 d)控制系统综合分析; 分离系统分析 e n 气动与热环境分析 力学环境分析; g h 动力系统分析; 推进剂利用系统分析; 测量系统分析 k) 故障检测和处理系统分析; 逃逸系统分析
GB/T32454一2015 4.2.2基本内容 飞行结果评定的基本内容包括: a)设计值与飞行实测结果(或根据实测结果推算的结果)的对比情况" b)设计状态更改的验证情况; 飞行实测结果之间的匹配情况; 单机实测指标满足系统要求情况: 系统实测指标满足总体要求情况; f 火箭实测指标满足有效载荷和工程要求情况; g运载火箭和发射场、测控等工程大系统间协调匹配情况; 根据飞行结果分析情况,对全俯整体飞行整体情况进行评判,一般包括;圆满成功、成功、部分 h 成功和失败 4.2.3飞行异常分析 飞行出现异常情况下,需要补充如下分析内容 a)故障或异常现象分析 飞行试验前有关的地面试验数据和信息分析; D 飞行试验数据和信息关联性分析 d)各种复现故障的地面模拟试验或仿真试验数据和信息分析; 进行故障定位,对故障产生的原因进行分析 提出针对性改进措施 4.2.4重大飞行事故分析 若发生重大飞行事故,应成立故障审查委员会和故障调查委员会,制定详细的故障分析工作计划 分阶段完成飞行事故的分析工作 分析内容同4.2.2 总体分析 5.1轨道 对有效载荷人轨参数满足要求情况进行分析,给出火箭发射结果的基本评定结论 对特征点弹道参数的分析,飞行高度,过载及偏差进行分析 对于有远场分析要求的,应根据星箭 分离速度等测量参数,进行分离远场分析,验证远场设计的正确性 对于有离轨操作的任务,还应根据 空间物体轨道参数等信息,进行火箭末级的离轨效果分析 5.2 时序 列出火箭的遥测飞行时序,给出明确结果,对出现的特殊情况进行说明 5.3 运载能力 根据各子级推进剂剩余液位参数和关机时间等参数,计算各子级推进剂剩余量;对有效载荷人轨参 数(姿态、精度),运载能力等总体性能进行分析，给出本发火箭性能评定的基本结论 5.4残骸落点 根据火箭各子级残骸、整流罩,逃逸塔等实际落点的大地坐标,分析落点射程偏差和横向偏差,检查
GB/T32454一2015 其是否超出预定范围 5.5高空风补偿 根据发射场提供的气象数据和火箭飞行数据计算飞行中的最大4 值,,对风补偿效果进行评定 制导分析 6.1有效载荷入轨参数 根据遥测、外测速度、位置参数和有效载荷轨道数学模型,计算得到有效载荷的实际人轨参数及人 轨参数偏差值等 有效载荷人轨参数误差分离的偏差项一般包括: a)主动段误差,包括制导系统工具误差和制导方法误差; b)后效段误差或末速修正段误差 被动段误差,包括自由飞行段误差 c d)其他误差,如初始误差等 6.2关机方式和关机特征量 根据飞行时序指令或者制导标志字参数判别各级的关机方式(制导关机,耗尽关机、定时关机、小过 载关机等);正常的箭上计算机关机,除判断关机时间的差异外,还应判断关机余量是否在正常值以内 6.3 飞行程序角 根据遥测参数中的程序角参数与标准轨道程序角进行对比分析,确定箭上飞行控制软件进行程序 控制的工作情况 6.4导引信号 根据遥测参数中的法向和横向导引信息,判断导引是否准时启导,导引过渡时间是否正常,导引过 程中是否有异常现象,导引最大值是否限幅 6.5导航分析 根据惯性器件加速度表和陀螺的脉冲输出,结合惯性器件的靶场单元测试数据,进行惯性器件轴向 过载(或者发射惯性系三个方向的过载)分析,并与标准弹道的轴向过载(或者发射惯性系三个方向的理 论过载)进行对比分析,分析火箭的全程飞行情况 6.6惯性器件冗余管理 制导系统采用惯性器件冗余措施的,应根据惯性器件输出参数比对和计算机字中的惯性器件冗余 管理标志字等信息判断惯性器件的工作情况,判断飞行过程中是否进行了惯性器件切换或误切换动作 其他制导参数 对其他相关制导参数进行分析,如迭代制导、组合导航等特定参数,判断系统是否工作正常
GB/T32454一2015 姿态控制系统分析 出塔安全性 7.1 对起飞漂移量及出塔安全性进行分析 7.2飞行稳定性 分析整个飞行过程中的姿态角,姿态角偏差和姿态角速度变化 判断各级飞行是否稳定,根据伺服 机构摆角、姿控转级情况检验姿态控制系统设计参数是否合理 对姿控发动机,故障标志字等内容进行 分析,判断系统是否工作正常 对冗余信息和冗余判别情况进行分析 控制系统综合分析 8.1 飞行时序 主要分析飞行过程中控制系统的时序动作,重点分析点火时序、各种分离时序,各级关机时序、各级 启动时序,耗尽关机时序,姿控发动机预喷时序等 对于有指令和动作时间的关键时序,需对指令时间 和动作时间进行对比分析 电源配电参数 8.2 对控制系统的一次电源电压和二次电源电压时间历程进行分析,分析从转电到星箭分离期间各项 电压参数在其有效区间内是否在合格范围内,是否有跳变现象,火工品动作时刻电压的下降是否满足系 统要求 8.3控制系统重要单机 分析惯性器件、计算机、放大器、伺服机构等重要单机工作情况 8.4 软件 根据相关遥测参数,分析飞行软件工作情况 分离系统分析 9.1分离时序 将分离指令发出的时间与分离信号时间相对照,获得两个动作之间的时间,与分离计算的取值相对 照,判断分离时序的正确性以及分离计算所取参数的合理性 9.2分离速度与分离姿态 对分离前后的箭体姿态及相对分离速度进行分析,与分离计算结果相对照,判断分离系统工作是否 正常 对遥测数据进行反算,判断分离系统设计过程中的各项参数偏差取值是否覆盖飞行状态 9.3分离碰撞 根据分离速度、姿态、振动和冲击等信息,进行碰撞分析,判断是否发生碰撞
GB/T32454一2015 1 气动与热环境分析 10.1热环境 根据遥测参数的温度和热流值、红外图像等信息,分析比较各舱段、结构等的热环境遥测参数与设 计条件,对火箭飞行段的热环境进行分析 10.2气体压力 根据遥测参数的气体压力值随时间变化历程,分析比较各舱段、结构等的压力遥测参数与设计条 件,对火箭飞行段的气体压力进行分析 10.3气体脉动压力 根据遥测参数的气体脉动压力值随时间变化历程,分析比较结构的气体脉动压力遥测参数与设计 条件比较,对火箭飞行段的脉动压力进行分析 11 力学环境分析 11.1 飞行过载 根据过载参数分析飞行任务全过程的三个方向过载,与相应的过载条件作分析比较 1.2低频振动 对低频振动遥测参数的各飞行时段的数据进行频谱分析或冲击响应谱分析,主要分析时段包括起 飞,跨音速、各子级关机前和分离后,与相应舱段的低频振动环境试验条件作分析比较 对飞行中的 P0G0振动和出现的时段进行分析 11.3高频振动 对高频振动遥测参数的各飞行时段的数据进行功率谱密度分析.主要分析时段包括起飞、跨音迷、 各子级点火和平稳飞行过程中时间历程量级较大的时段,与相应舱段的高频振动环境试验条件相比较， 并把高频振动遥测参数的各测量时段的总均方根加速度值与高频振动条件作比较分析 11.4噪声 对噪声遥测参数的起飞段和跨音速段的数据进行谱分析,与相应舱段的噪声环境试验条件相比较 并把噪声遥测参数的各测量时段的总声压级值与噪声条件作比较分析 11.5冲击 对冲击遥测参数的分离时的数据进行冲击响应谱分析,与相应的冲击环境试验条件作比较分析 动力系统分析 12 12.1增压输送系统 根据贮箱增压压力、贮箱增压气体流量,发动机启动阀门前压力、稳压器出口压力,增压用气瓶压 力、压力信号器工作情况等,分析阀门管路等组件和增压输送系统工作情况
GB/T32454一2015 12.2发动机 根据秒节点视加速度、火箭飞行质量和大气阻力系数等,计算发动机推力等性能参数;利用加表脉 冲,工作时间、发动机参数,火箭飞行质量计算发动机后效冲量 根据发动机流量,推进剂剩余量、质量混合比计算,发动机推力、比推力计算、喷前压力,推力室压 力、涡轮泵转速等,分析涡轮泵、燃烧室等发动机系统工作情况 对于低温发动机除分析发动机性能 外,还需要通过对泵体/壳温度等参数对启动前预冷工作情况进行分析 对于单独工作的姿控发动机,根据遥测数据,分析姿控发动机系统放气过程,增压及减压阀出口压 力,液路充填情况,预喷,推力室压力,真空比冲,气瓶压力、推进剂消耗量和剩余量等内容 对于固体发动机,根据初始装药质量、控制和预估的药柱温度等参数和遥测参数,分析工作时间、燃 烧室压力,推力,总冲,平均比冲等内容 13 推进剂利用系统分析 13.1 软件 根据液位出现时间,通过仿真与飞行实际脉冲对比,分析利用系统箭上控制软件工作情况 13.2发动机调节阀门位置及工作次数 根据发动机调节阀门工作脉冲数确定阀门的位置和工作次数,与飞行结果对比,判断利用系统执行 机构工作是否正常 13.3工作效果 根据总体及弹道关于推进剂剩余量、推进剂混合比的仿真计算结果,分析推进剂利用系统的实际工 作效果 14 测量遥测、外安)系统分析 根据遥测、外安系统的电压参数,对测量系统各设备工作情况进行分析,以判断系统工作是否正常 根据典型参数,确认测量系统参数正确性 根据火箭姿态、轨道偏差、安全控制器参数等信息对安控情 况进行分析 故障检测和处理系统分析 15 根据用于故障检测和处理的遥测参数判断是否有超出报警限或故障限的情况发生,分析单机工作 情况,分析故障模式和故障判据的合理性 逃逸系统分析 16 根据逃逸系统遥测参数分析逃逸系统工作情况,如果出现逃逸,分析逃逸的模式,时序,以及逃逸结 构,机构,逃逸发动机等工作情况
GB/32454一2015 结果评定 17 17.1分析与评定报告 运载火箭飞行结果分析与评定报告一般包括;概述,分析依据,分析内容、方法和结果,异常情况分 析,结论等五部分 17.2概述 各分系统的概述部分一般包含以下内容 a)本发火箭的名称,序号(任务代号),发射时间,发射地点和发射工位、,发射任务、试验目的、飞行 时间、飞行概况 b)本发火箭与本系统相关的状态相对本型号以往飞行火箭,特别是相对前一发火箭的变化 简述本发火箭在发射场测试发射过程中本系统出现的问题、排故情况、所采取的措施; c 列出发射过程中与本系统有关的重要事项,主要环境参数等; e)概述本系统结果分析所包括的主要内容,列出大的项目; 概述本系统有关的测量参数(遥测,外测参数),已判读的测量参数情况 17.3分析依据 各分系统(或专业)应逐项列出结果分析的依据及其主要项目 17.4分析内容和结果 按照分析项目逐项列出飞行结果分析的过程和结果 17.5异常情况分析 对本系统异常情况进行详细说明和分析,给出分析结果 17.6结论 给出本系统是否正常的明确结论,提出相应建议 17.7 飞行结果评定 汇总各系统和总体各专业的飞行评定结果,对本次飞行结果进行评价 按照飞行试验大纲规定的 评判准则,重点针对以下内容进行评判并给出“圆满成功,成功、基本成功,失败”等明确结论 人轨精度满足有效载荷要求情况 a D)分离姿态满足有效载荷要求情况; 环境条件满足运载火箭和有效载荷约定情况

运载火箭飞行结果分析与评定GB/T32454-2015

　　运载火箭是航天领域中最为重要的装备之一，其发射和飞行过程的稳定性和可靠性对整个任务的成功至关重要。因此，运载火箭的飞行结果分析与评定显得尤为重要。本文将从GB/T32454-2015标准出发，对运载火箭飞行结果分析与评定进行简要介绍。 　　GB/T32454-2015标准规定了运载火箭飞行结果分析与评定的基本要求、方法及实施程序等方面的内容。其中，基本要求包括对运载火箭发射过程中各组成部分的技术指标、参数等进行监测、记录和分析，以便在发生异常情况时能够及时采取措施；同时还需要对运载火箭的飞行轨迹、姿态角度以及各种物理量进行实时监测和记录。 　　而在方法及实施程序方面，GB/T32454-2015标准则对运载火箭的飞行结果进行了分级评定，并制定了相应的实施程序。根据标准中规定的评定指标，将运载火箭的飞行结果划分为正常、异常和故障三个等级，并对每个等级下的具体情况进行了详细描述。评定程序则包括数据收集、数据处理和结果评定等多个环节，旨在全面、准确地评估运载火箭的飞行结果。 　　需要注意的是，GB/T32454-2015标准所规定的运载火箭飞行结果分析与评定仅涉及技术指标和数据处理等方面，而未包含任何安全、环保和法律等其他因素的考虑。因此，在具体实践过程中，需要结合实际情况，综合考虑各种因素，以全面评估运载火箭的飞行结果。 　　总的来说，运载火箭飞行结果分析与评定的目的在于通过对火箭发射和飞行过程中产生的各种数据进行监测、记录、分析和评估，为后续的任务提供可靠的技术支持和数据保障。同时也能够为火箭技术的研究和发展提供重要的参考依据。因此，对于航天领域中的各个参与者来说，掌握运载火箭飞行结果分析与评定的相关知识和技能具有非常重要的意义。

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