运载火箭总装气密试验多余物控制探讨 

高庆强：120112199002152518
蔚晓慧：140602199103257528
王智勇：120109199303253015
郑世辑：120102198910291217
陶嘉序：120221199307103057

摘要 本文根据运载火箭总装气密试验特点，从总装气密试验的三个环节，试验前、试验中、试验后，分析了易产生多余物的类别及原因，并一一制定了针对性的防控措施，避免引入多余物，提高产品总装可靠性。

关键词 运载火箭 总装 气密试验 多余物

引言

运载火箭总装工序繁多、工艺复杂，稍有疏忽，便会引入多余物。带有多余物出厂的产品存在重大的质量隐患，导致产品的使用可靠性降低。国内外运载火箭曾多次发生因多余物造成的发射失败或功能失效的案例，运载火箭采用低温液氢、液氧作为燃料，为检验管路、阀门的装配质量，总装过程中贯穿的多次气密试验，气密试验涉及地面供气、箭上检查、事后清理等多个环节，为避免多余物进入箭体，必须采用“预防先行、清理有效、检测把关”的理论方法进行多余物控制。

1 多余物的定义和分类

1.1多余物的定义

根据多余物相关文献资料，多余物的定义为：产品中存在的由外部进入或内部产生的与产品规定状态无关的一切物质。对于运载火箭来说，在总装时带有不符合设计图纸、技术文件以及技术条件规定的物质均称为多余物。

1.2多余物的分类

多余物的种类是多种多样的，常见的是金属、非金属、人及其排泄物，此外超规定的尘埃和介质化学反应的生成物也是多余物。按体积分类为：宏观多余物和微观多余物，按种类分类为：金属多余物、非金属多余物、生物化学多余物和有害气体多余物。

1.2.1按体积分类

（1）宏观多余物：凡肉眼正常视力，不需要借助任何工具可以直接观察到的多余物就称之为宏观多余物，这种多余物是目前我们总装过程中控制的重点，同时也是比较容易控制的一类。

（2）微观多余物：凡凭借肉眼正常视力，必须借助工具（放大镜、显微镜、内窥镜等）才能观察到的多余物称之为微观多余物。也是控制主要对象之一。如在总装过程如密封面，管接头，阀门内部。

1.2.2按种类分类

（1）金属类多余物：是比较常见的一类，主要有脱落的标准件、加工金属屑、遗忘的装配工具、保险丝头、焊渣、工艺件、铆钉头等等。

（2）非金属多余物：这类范围很广，包括总装使用的泡沫、寸带、胶带、镀铝薄膜、玻璃布、橡胶布、蓝胶带等等。还有材料碎屑、胶类以及胶类固化后的碎渣。这都比较难控制。

（3）对于生物化学多余物和有害气体多余物，在总装过程存在很少。同样也需要我们平时多加注意，严格把控。

2 总装气密试验特点

2.1 气密流程复杂

运载火箭结构体系庞大，箭上导管、阀门类别多，数量大。每个系统的气密指标要求各不相同。同时达到的测试功能也完全不一致。这就导致了气密工作量之大，内容相当繁琐。据统计运载火箭某型号某部段的阶段气密，气密点涉及85个、10多项不同的气密要求，每项气密要求有15-20余项操作步骤。可见其工作复杂，复杂的工作增加了多余物进入的可能性。

2.2 气密设备使用繁琐

由于运载火箭气密试验流程较为繁琐， 所使用的地面设备较多， 自动化操作设备目前还无法完全替代手动设备， 因此对地面设备的操作工作提出较高的要求。如火箭某型号某部段在进行1 个阶段的气密试验时，使用的地面配气台设备最多需要55块压力表、58 只手动开关，大量的操作不仅要求人员协作，也对人员操作技能提出更高的要求，同时众多的地面设备增加的多余物进入箭体的风险。

2.3 气密周期较长

为了保证运载火箭的总装质量和高可靠性，其气密试验贯穿整个总装过程，且许多气密要求进行重复测量，这也导致了许多地面设备频繁使用，地面设备和箭上产品的频繁连接、断开，必然会增加多余物产生的风险，引入多余物。

3 气密试验多余物的产生及防控

将总装气密过程分为三个阶段：试验前、试验中、试验后，阶段性的对气密试验多余物产生进行分析，并制定有效的防控措施。

3.1 试验前可形成的多余物及防控措施

（1）人员产生的多余物

可形成多余物：自身的头发、皮屑、汗渍，工作服上的丝线、布块、污渍，佩戴的首饰、手表、戒指以及工具耗材如扳手、螺刀、保险丝头等等。

防控措施：针对自身问题要求进工作现场必须穿工作服，并且工作服定期清洗保持干净整洁，工作现场禁止携带首饰、手表和其他装饰。对于使用的工具耗材及时登记清点，避免遗落在产品上。

（2）设备产生的多余物

可形成多余物：设备表面脱皮，掉渣以及油污、锈迹、灰尘。

防控措施：需要我们对设备定期进行检修，保证设备完好，并且需对设备定期清洁以及使用前后清洁，保证设备干净整洁。不用后应带上专用防尘套。

（3）气源产生的多余物

可形成多余物：气源里有可能含有杂质如灰尘、油脂等还有就是露点过高形成水滴、尘埃等。

防控措施：在使用气源时对其进行放气并用白绸布收集，并且定期检测气源露点。保证露点的合格。

（4）产品自身产生的多余物

可形成多余物：箱体内部露点不合格，导致形成水滴、尘埃。管路内部不洁净，容易残留灰尘、水滴以及油脂。

防控措施：在气密前箱体进行置换，使箱体露点符合要求。管路上箭前进行酒精不擦拭，并吹出。

3.2 试验中可形成的多余物及防控措施

（1）系统产生的多余物

可形成多余物：气密试验中气源及地面系统内的多余物，如铝屑、纤维、油脂等随着管路进入箭体。

防控措施：采取多个过滤器分级防护方法，充气管路连接方式：气源----滤网过滤器A----地面软管----麂皮过滤器A----配气台----滤网过滤器B----地面软管----麂皮过滤器B----地面软管----麂皮过滤器B----箭体；测压管路连接方式：箭体----滤网过滤器C----地面软管----配气台；所有过滤器的箭头朝向箭体。

3.3 试验后可形成的多余物及防控措施

（1）耗材产生的多余物

可形成多余物：由于对检漏溶剂未擦拭干净有可能有残余检漏溶剂和留在箭上的油污、灰尘以及工具耗材遗落箭上如扳手、螺刀、保险丝头等

防控措施：操作过程严格执行三检制即操作者自检，互检和专业检验检查。并且工具耗材及时登记及时清点。

图1 涂满皂液

图2 皂液清理干净

（2）环境产生的多余物

可形成多余物：系统放气容易结霜，以至于形成水滴、冰粒等

防控措施：严格检测产品和起源的露点。控制好放气速率。

4 结束语

火箭总装多余物控制是一个永恒的课题，多余物的产生来自于总装周期全过程各个环节，如仪器电缆装配、管路阀门装配、大部段对接等。多年来，火箭总装部门积累了丰富的多余物控制经验及方法，形成了系统的控制管理体系。目前，随着新总装、新技术的应用，更多行之有效的多余物控制方法、设备将投入总装全过程，为火箭生产保驾护航。

参考文献

[1]多余物防控相关文献资料

[2] 余秉良. 国外载人航天器座舱空气化学污染与对策[J] . 航天制造技术， 1998 （7）： 24-26；

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[5] 孙欣荣. 火箭的癌症———多余物事故记实[J]. 航

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