ICS49.020 V70 中华人民共和国国家标准 GB/T32454—2015 运载火箭飞行结果分析与评定 Flightevaluationoflaunchvehicle 2015-12-31发布 2016-07-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中国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、谢萱、朱冬阁、李重远、陆凯、王静华、 李凰立、徐庆红、朱平平、潘辉。 ⅠGB/T32454—2015 运载火箭飞行结果分析与评定 1 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。 本标准适用于运载火箭飞行试验和应用发射结果分析。 2 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—2015 运载火箭术语 3 术语和定义 GB/T32455—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 由运载火箭送入预定轨道的飞行器,包括卫星、探测器、飞船等。 3.2 运载火箭总体 systemengineeringoflaunchvehicle 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 subsystemoflaunchvehicle 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 debris 火箭残骸 子级分离后,落在地面(水面)部分的统称。 1GB/T32454—2015 4 一般要求 4.1 飞行结果评定信息源 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)进行测量、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。如入轨点的半长轴、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。 c) 火箭残骸落点信息; d) 发射前和发射时有关地面测试的数据和信息; e) 场区数据和发射日的气象数据; f) 相关参数的理论设计值; g) 其他可供分析的信息。 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; c) 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; c) 姿态控制系统分析; d) 控制系统综合分析; e) 分离系统分析; f) 气动与热环境分析; g) 力学环境分析; h) 动力系统分析; i) 推进剂利用系统分析; j) 测量系统分析; k) 故障检测和处理系统分析; l) 逃逸系统分析。 2GB/T32454—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; c) 飞行实测结果之间的匹配情况; d) 单机实测指标满足系统要求情况; e) 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; h) 根据飞行结果分析情况,对全箭整体飞行整体情况进行评判,一般包括:圆满成功、成功、部分 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; b) 飞行试验前有关的地面试验数据和信息分析; c) 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; e) 进行故障定位,对故障产生的原因进行分析; f) 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。 5 总体分析 5.1 轨道 对有效载荷入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;对有效载荷入轨参 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 3GB/T32454—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qa值,对风补偿效果进行评定。 6 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入轨参数及入 轨参数偏差值等。 有效载荷入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; c) 被动段误差,包括自由飞行段误差; 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。 6.7 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。 4GB/T32454—2015 7 姿态控制系统分析 7.1 出塔安全性 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。 8 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。 8.2 电源配电参数 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。 9 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