航天器火工裝置工程技術

第1章概述1
1.1航天器火工裝置的定義1
1.2航天器火工裝置的發(fā)展歷史1
1.3航天器火工裝置的分類3
1.4典型航天器火工裝置的特點4
1.4.1火工分離螺母4
1.4.2火工鎖7
1.4.3爆炸螺栓12
1.4.4火工切割器16
1.4.5電爆閥17
1.4.6火工分離推桿19
1.4.7拔銷器20
1.4.8彈射器22
1.4.9非電傳爆裝置23
1.4.10小火箭27
1.5航天器火工裝置發(fā)展趨勢簡述28
參考文獻31
第2章一般火工裝置設計34
2.1概述34
2.2設計原則34
2.3設計流程35
2.4設計要素38
2.4.1點火器選型38
2.4.2裝藥設計44
2.4.3執(zhí)行機構設計45
2.4.4可靠性設計54
2.5一般火工裝置設計案例56
2.5.1技術指標56
2.5.2要求分析57
2.5.3原理方案確定57
2.5.4裝藥設計57
2.5.5連接強度校核58
2.5.6內(nèi)彈道性能預示計算60
2.5.7分離過程數(shù)值仿真62
參考文獻68
第3章新型火工裝置設計71
3.1概述71
3.2低沖擊火工解鎖裝置設計71
3.2.1技術內(nèi)涵71
3.2.2基于數(shù)據(jù)流驅(qū)動的降沖擊設計方法72
3.2.3設計案例74
3.3高可靠大承載火工連接分離裝置設計77
3.3.1技術內(nèi)涵77
3.3.2高可靠大承載火工連接分離裝置設計方法78
3.3.3連接預緊載荷分析方法86
3.3.4非接觸式連接預緊載荷標定方法88
3.4耐高溫火工裝置設計89
3.4.1技術內(nèi)涵89
3.4.2耐高溫火工裝置設計要素89
3.4.3設計案例91
3.5強密封火工裝置設計94
3.5.1技術內(nèi)涵94
3.5.2超高壓強密封設計方法95
3.5.3強密封火工裝置設計案例97
3.6長壽命火工裝置設計100
3.6.1長壽命需求100
3.6.2火工裝置面臨極端環(huán)境溫度的壽命分析方法101
參考文獻106
第4章火工裝置空間環(huán)境適應性評估109
4.1概述109
4.2火工裝置空間極端溫度環(huán)境下適應性評估方法109
4.3火工藥劑性能隨溫度變化的連續(xù)監(jiān)測方法112
4.4典型火工藥劑極端高溫環(huán)境失效機理113
4.4.1中性斯蒂芬酸鉛單質(zhì)點火藥的高溫影響機理113
4.4.2鎂點火藥的高溫影響機理115
4.4.3羧甲基纖維素疊氮化鉛的高溫影響機理117
4.4.4鋁點火藥的高溫影響機理118
4.4.5發(fā)射藥2/1樟槍藥的高溫影響機理119
4.5典型火工裝置極端溫度環(huán)境適應性評估案例121
4.5.1極端溫度環(huán)境失效模式分析121
4.5.2極端溫度環(huán)境下適應性評估方案122
4.5.3極端空間溫度環(huán)境下的物理性能適應性評估122
4.5.4極端空間溫度環(huán)境下的化學性能適應性評估129
4.5.5極端空間溫度環(huán)境下的爆炸性能適應性評估136
4.5.6極端空間溫度環(huán)境下的綜合評估結論139
參考文獻141
第5章火工裝置動力學仿真分析143
5.1概述143
5.2火工裝置仿真分析軟件介紹143
5.3爆轟類火工裝置仿真分析方法145
5.3.1仿真流程145
5.3.2參數(shù)設置與測試 146
5.3.3有限元建模與分析151
5.3.4輸出特性分析155
5.4燃燒類火工裝置仿真分析方法157
5.4.1仿真流程157
5.4.2參數(shù)設置與測試158
5.4.3數(shù)值建模與分析161
5.4.4輸出特性分析162
5.5爆轟類火工裝置仿真分析算例164
5.5.1火工切割器工作過程仿真164
5.5.2爆炸螺栓解鎖工作過程仿真168
5.6燃燒類火工裝置仿真分析算例174
5.6.1分離螺母解鎖工作過程分析174
5.6.2發(fā)射器工作過程分析182
參考文獻186
第6章火工裝置產(chǎn)品保證與質(zhì)量管理189
6.1概述189
6.2產(chǎn)品保證通用流程189
6.3產(chǎn)品保證管理189
6.3.1產(chǎn)品保證目標 189
6.3.2對外協(xié)供方的控制 193
6.3.3風險分析與控制 194
6.3.4“三類關鍵特性”控制195
6.3.5產(chǎn)品鑒定狀態(tài)管理196
6.3.6技術狀態(tài)管理196
6.3.7產(chǎn)品數(shù)據(jù)包管理199
6.4產(chǎn)品質(zhì)量管理202
6.4.1設計和驗證管理202
6.4.2原材料質(zhì)量管理203
6.4.3試驗質(zhì)量管理203
6.4.4產(chǎn)品標識和可追溯性工作203
6.4.5潔凈度、污染物、多余物控制 204
6.4.6產(chǎn)品制造、裝配質(zhì)量控制 204
6.4.7檢驗管理208
6.4.8搬運、貯存、包裝、防護質(zhì)量控制208
6.4.9地面支持設備管理208
6.4.10“十新”管理209
6.4.11質(zhì)量問題歸零管理209
6.5發(fā)射場質(zhì)量狀態(tài)確認210
參考文獻217
第7章火工裝置試驗驗證218
7.1概述218
7.2試驗項目218
7.2.1功能試驗項目218
7.2.2設計驗證試驗項目219
7.2.3鑒定檢驗項目221
7.2.4質(zhì)量一致性檢驗項目223
7.3試驗方法及典型實例225
7.3.1承載能力試驗226
7.3.2作用時間及同步性測試227
7.3.3壓力測試228
7.3.4沖擊測試229
7.3.5推力測試231
7.3.6組合性能測試232
7.3.7多參量測試233
參考文獻235
第8章火工裝置可靠性評估與驗證236
8.1概述236
8.2火工裝置可靠性評估方法237
8.2.1火工元件可靠性評估方法237
8.2.2火工裝置過程功能小樣本可靠性評估方法244
8.2.3火工裝置系統(tǒng)功能小樣本可靠性評估方法248
8.3燃氣驅(qū)動解鎖類火工裝置可靠性評估方法251
8.3.1單一型號火工裝置的可靠性評估方法252
8.3.2不同型號火工裝置可靠性的綜合驗證方法252
8.4爆炸作功類火工裝置可靠性評估方法255
8.4.1下規(guī)范限L已知的可靠性評估方法255
8.4.2上規(guī)范限U已知的可靠性評估方法257
8.4.3上、下規(guī)范限（U、L）已知的可靠性評估方法257
8.5火工裝置可靠性驗證與評估應用實例258
8.5.1火工分離螺母應用實例258
8.5.2火工切割器應用實例259
參考文獻263
第9章火工裝置典型應用與故障案例266
9.1概述266
9.2星箭連接分離系統(tǒng)應用266
9.2.1爆炸螺栓式星箭連接與分離機構267
9.2.2包帶式星箭連接與分離機構269
9.3設備與星體連接解鎖系統(tǒng)應用272
9.3.1基于火工切割器的壓緊釋放系統(tǒng)272
9.3.2基于分離螺母的壓緊釋放系統(tǒng)273
9.4艙段/器間連接分離系統(tǒng)應用275
9.4.1解鎖同步性特性分析275
9.4.2分離運動特性分析277
9.4.3分離姿態(tài)仿真分析279
9.4.4艙段連接分離系統(tǒng)典型應用案例282
9.5國內(nèi)外航天器典型應用特征對比分析297
9.6典型火工裝置故障案例302
9.6.1典型結構強度失效案例303
9.6.2典型密封失效案例306
9.6.3典型環(huán)境適應性失效案例309
參考文獻316