反艦導彈換裝發動機鑒定飛行試驗方案設計

羅華鋒，溫瑞珩，張興有（92941部隊，遼寧葫蘆島125001）

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反艦導彈換裝發動機鑒定飛行試驗方案設計

羅華鋒，溫瑞珩，張興有
（92941部隊，遼寧葫蘆島125001）

摘要：反艦導彈飛行試驗的一項重要工作是檢驗發動機的工作性能及其他設備的匹配等。基于貝葉斯理論，利用數據綜合技術設計反艦導彈換裝發動機鑒定飛行試驗方案，提出了小樣本情況下彈上設備的鑒定方法，可為其他彈上設備鑒定提供重要參考。

關鍵詞：反艦導彈；導彈發動機；飛行試驗方案設計

已列裝反艦導彈通過換裝性能更加優異的發動機來增大射程、降低紅外輻射特征、提高可靠性或者增強機動能力，是效費比高、周期短的一種技術方法，也是今后反艦導彈持續改進的發展方向之一。根據有關規定，導彈更換重要分系統須進行設計鑒定試驗，對于反艦導彈換裝發動機而言，設計鑒定試驗中除了地面試驗還必須進行導彈飛行試驗，以檢驗導彈飛行過程中發動機的工作性能，檢驗發動機與彈上其他設備工作的協調性、匹配性，驗證發動機的可靠性、安全性，從而評估其是否達到導彈研制總要求和發動機研制任務書中規定的戰術技術指標要求[1-2]。

1　設計鑒定飛行試驗考核指標及驗證方法

反艦導彈換裝發動機鑒定飛行試驗以反艦導彈發動機為鑒定試驗對象，則鑒定試驗的重點應是考核換裝發動機后對導彈的影響，兼顧考核發動機戰術技術性能。

經分析，發動機的總沖、推力、燃燒時間和電磁兼容性等指標，可通過飛行試驗前的地面試驗測得，因而鑒定試驗不再對其進行考核；發動機推力偏心對導彈彈道控制精度的影響可以通過半實物仿真試驗進行驗證，方法是在發動機推力、推力偏心和質心位置進行拉偏的情況下，通過彈道仿真觀察導彈控制系統能否克服其產生的干擾控制導彈按扇面角進行轉彎，并且在自控段終點目標是否均能位于導引頭航向搜索范圍內，因而鑒定試驗不再考核；導彈維護保障體制規定發動機在技術陣地無需維修、保障，因而無須考核換裝發動機對導彈維修性、保障性的影響[3]。

1.1導彈射程

導彈的最小射程與導彈發射的扇面角、發射高度、導彈的自控段距離、末制導段距離有關，最大射程則主要取決于發動機推力、燃燒時間等性能，影響因素有發射時載機速度、發射前藥柱的溫度。

考核方法：飛行試驗各序號均考核導彈射程是否不小于最大射程；試驗中若導引頭出現短期內無法排除的故障，導引頭換裝為模擬導引頭、任務機軟件換裝為自控彈狀態，繼續進行試驗，飛行試驗各序號均考核導彈動力航程是否不小于最大射程。

1.2導彈速度

導彈速度主要取決于發動機推力，影響因素有發射時載機速度、發射時藥柱的溫度和大氣溫度。

考核方法：將鑒定飛行試驗中的遙測數據代入導彈飛行速度數學仿真模型，加入發射時載機速度、發射時藥柱溫度和大氣溫度等變量進行仿真計算。同時，結合實際飛行試驗光測數據，評定導彈飛行速度是否滿足研制總要求。

1.3發動機與彈上其他設備協調性、匹配性

發動機在彈上相對獨立。主發動機前裙與控制艙、助推器后裙與尾艙均通過徑向螺釘連接。發動機僅與彈上電氣系統有信息傳遞關系，接收電氣綜控組合的助推器點火、主發動機點火電壓。因此，對發動機與彈上其他設備協調性、匹配性考核內容應包括：發動機點火線路性能參數是否滿足技術指標要求；發動機與彈上電氣系統工作協調性；發動機與彈上機械接口的匹配性。

考核方法：結合導彈發射前技術陣地準備工作，在發動機檢測、導彈裝后測試中，檢測發動機點火線路的性能參數；在彈上發控線路檢查中，檢查發動機與彈上電氣系統工作協調性；在發動機裝配中，檢查發動機與彈上機械接口的匹配性。鑒定試驗中，因樣本十分有限，要求在發射陣地和飛行試驗中不能發生任何發動機與彈上其他設備協調性、匹配性問題。

1.4導彈安全性

發動機對導彈安全性的影響主要是發動機點火、工作安全性。通常，導彈研制總要求均明確指出助推器點火要安全可靠，要求發動機安全性設計符合GJBz 20296-95《海軍導彈及其設備安全性要求》。[4]

考核方法：鑒定試驗中，考慮到樣本十分有限，要求在技術陣地、發射陣地和飛行試驗中不能出現任何因發動機引起的安全性問題。

1.5發動機可靠性

根據發動機研制任務書中的可靠性指標，采取二項分布的貝葉斯概率比假設檢驗方法[5-7]。

2　飛行試驗檢驗方案的設計思路

檢驗方案設計的主要目的是充分檢驗產品的性能及可靠性，合理分配錯判風險，并具有良好的經濟性。根據反艦導彈的主要作戰任務和技術指標特點，以及鑒定飛行試驗的主要目的，在設計檢驗方案時，以考核發動機任務可靠度為主，同時兼顧考核導彈動力航程、飛行速度、發動機與彈上其他設備協調性及發動機工作性能等技術指標。為此，方案設計采取貝葉斯概率比假設檢驗方法。

2.1建立假設檢驗

設有簡單假設如下：

2.2確定驗前信息

1）發動機地面試驗數據及其綜合[8-9]。根據GJB 1026A-99《固體火箭發動機通用規范》4.4.2鑒定檢驗的項目與要求，當發動機技術狀態一致時，鑒定檢驗前取得的試驗數據，可以作為鑒定數據的一部分參加統計評定。鑒定檢驗前取得的試驗數據應為發動機技術狀態固化后的試驗數據。例如，某型發動機的鑒定檢驗前地面試驗主要有發動機聯試6枚，主發動機地面試驗8枚，助推器地面試車8枚，試驗結果均為成功。將上面的8個主發動機及8個助推器分系統成敗型信息按下式進行綜合：式（1）、（2）中：N為系統試驗總次數；S為系統試驗成功次數；Ni為分系統試驗總次數；Si為分系統試驗成功次數。

經計算，綜合后的數據為8枚，加上聯試的6枚，驗前發動機系統的試驗數據為14枚。

2）將發動機地面試驗數據轉換成飛行試驗數據。為了充分利用試驗信息，將發動機地面試驗數據與飛行試驗數據進行綜合，首先要確定發動機地面試驗數據轉換為飛行試驗數據的環境因子KUB。

飛行試驗結果為(S1,F1)，地面試驗結果為(S2,F2)，Si,Fi(i=1,2)分別為成功數和失敗數，當置信度為γ′時，環境因子KUB由下式確定：式（3）中：A=[β(F,S)?β(F,S)]-1。

1122

經計算，KUB≈0.999。由于環境因子KUB接近1，所以取其等于1。

將地面試驗數據用KUB轉換為飛行試驗數據，即(N2,S2)轉換為(N2/KUB,S2)，轉換后，發動機驗前信息(14,14 )，如果考慮試驗前結果（假設為[2，2]），則鑒定試驗前可以獲得發動機的驗前信息預計為16枚。采用貝葉斯方法對發動機可靠性進行檢驗，因而驗前信息N0、S0為16、16。

2.3檢驗判據

當鑒定試驗數為N，其成功數為SN時，對上述簡單假設作出的判據如下：1

）當SN≥K(π0、R0、d)時，接受H0；

2）當SN

K(π0、R0、d)由式（4）確定：

2.4確定驗前概率

式（4）中，π0為驗前概率P(H0)，π1=1-π0，即P(H1)=1-P(H0)，而π0由式（5）確定[10-15]：式（5）中，N0、S0為驗前試驗數據，可以通過地面試驗和鑒定試驗前的試驗獲取。

2.5雙方的風險率

貝葉斯假設檢驗雙方承擔的平均風險分別由式（6）、（7）確定：

2.6檢驗方案

若取發動機任務可靠度指標為0.99，即R0為0.99，參考整產品飛行可靠性評估，檢出下限R1為0.85，假設鑒定試驗數N分別為3或2時，驗前信息S0、F0為（16，0）情況下，分別求出判別合格數見表1，則貝葉斯假設檢驗方案見表2。

表1　鑒定試驗數為2、3時合格判定數Tab.1 Acceptance number when the identification number of test is 2 or 3

表2　貝葉斯假設檢驗方案Tab.2 Testing project of Baes hpothesis

表2　貝葉斯假設檢驗方案Tab.2 Testing project of Baes hpothesis

π0nsαπ0βπ1 3 30.0190.057 0.909320.000 10.086 2 20.0130.058

根據雙方風險盡可能接近的方案選取原則，確定鑒定飛行試驗的評定標準為：當鑒定的3發導彈發動機全部工作正常時，判定接受該產品。

3　結束語

本文針對反艦導彈彈上單項設備鑒定的指標體系和方案設計思路進行了分析，特別是提出了小樣本情況下利用數據綜合技術對彈上設備進行鑒定的思路方法。該方法已在某型反艦導彈換裝發動機試驗鑒定中得到驗證，證明了方案設計的合理可行性。

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Qualification Flight Test Project Designn of Anti-Ship Missile Replaced Enginee

LUO Hua-feng, WEN Rui-heng, ZHANGing-ou
（The 92941stUnit of PLA, Huludao Liaoning 125001, China）

Abstrraacctt:: It’s an important work to anti-ship missile flight test to check the working performance of the engine, and the matching of other equipment. Based on Baes theor, the technique of the data snthesizes was used to design the qualifica?tion flight test project of anti-ship missile that it’s rengine was replaced. A qualification method of missile equipment was put forward in the case of small samples. The method might provide an important reference for other missile equipments’qualification.

作者簡介：羅華鋒（1974-），男，高工，碩士。

收稿日期：2014-06-08；

DOI:10.7682/j.issn.1673-1522.2015.02.014

文章編號：1673-1522（2015）02-0161-04

文獻標志碼：A

中圖分類號：TJ761.1+4

修回日期：2015-01-14