反舰导弹换装发动机鉴定飞行试验方案设计

罗华锋，温瑞珩，张兴有（92941部队，辽宁葫芦岛125001）



反舰导弹换装发动机鉴定飞行试验方案设计

罗华锋，温瑞珩，张兴有
（92941部队，辽宁葫芦岛125001）

摘要：反舰导弹飞行试验的一项重要工作是检验发动机的工作性能及其他设备的匹配等。基于贝叶斯理论，利用数据综合技术设计反舰导弹换装发动机鉴定飞行试验方案，提出了小样本情况下弹上设备的鉴定方法，可为其他弹上设备鉴定提供重要参考。

关键词：反舰导弹；导弹发动机；飞行试验方案设计

已列装反舰导弹通过换装性能更加优异的发动机来增大射程、降低红外辐射特征、提高可靠性或者增强机动能力，是效费比高、周期短的一种技术方法，也是今后反舰导弹持续改进的发展方向之一。根据有关规定，导弹更换重要分系统须进行设计鉴定试验，对于反舰导弹换装发动机而言，设计鉴定试验中除了地面试验还必须进行导弹飞行试验，以检验导弹飞行过程中发动机的工作性能，检验发动机与弹上其他设备工作的协调性、匹配性，验证发动机的可靠性、安全性，从而评估其是否达到导弹研制总要求和发动机研制任务书中规定的战术技术指标要求[1-2]。

1　设计鉴定飞行试验考核指标及验证方法

反舰导弹换装发动机鉴定飞行试验以反舰导弹发动机为鉴定试验对象，则鉴定试验的重点应是考核换装发动机后对导弹的影响，兼顾考核发动机战术技术性能。

经分析，发动机的总冲、推力、燃烧时间和电磁兼容性等指标，可通过飞行试验前的地面试验测得，因而鉴定试验不再对其进行考核；发动机推力偏心对导弹弹道控制精度的影响可以通过半实物仿真试验进行验证，方法是在发动机推力、推力偏心和质心位置进行拉偏的情况下，通过弹道仿真观察导弹控制系统能否克服其产生的干扰控制导弹按扇面角进行转弯，并且在自控段终点目标是否均能位于导引头航向搜索范围内，因而鉴定试验不再考核；导弹维护保障体制规定发动机在技术阵地无需维修、保障，因而无须考核换装发动机对导弹维修性、保障性的影响[3]。

1.1导弹射程

导弹的最小射程与导弹发射的扇面角、发射高度、导弹的自控段距离、末制导段距离有关，最大射程则主要取决于发动机推力、燃烧时间等性能，影响因素有发射时载机速度、发射前药柱的温度。

考核方法：飞行试验各序号均考核导弹射程是否不小于最大射程；试验中若导引头出现短期内无法排除的故障，导引头换装为模拟导引头、任务机软件换装为自控弹状态，继续进行试验，飞行试验各序号均考核导弹动力航程是否不小于最大射程。

1.2导弹速度

导弹速度主要取决于发动机推力，影响因素有发射时载机速度、发射时药柱的温度和大气温度。

考核方法：将鉴定飞行试验中的遥测数据代入导弹飞行速度数学仿真模型，加入发射时载机速度、发射时药柱温度和大气温度等变量进行仿真计算。同时，结合实际飞行试验光测数据，评定导弹飞行速度是否满足研制总要求。

1.3发动机与弹上其他设备协调性、匹配性

发动机在弹上相对独立。主发动机前裙与控制舱、助推器后裙与尾舱均通过径向螺钉连接。发动机仅与弹上电气系统有信息传递关系，接收电气综控组合的助推器点火、主发动机点火电压。因此，对发动机与弹上其他设备协调性、匹配性考核内容应包括：发动机点火线路性能参数是否满足技术指标要求；发动机与弹上电气系统工作协调性；发动机与弹上机械接口的匹配性。

考核方法：结合导弹发射前技术阵地准备工作，在发动机检测、导弹装后测试中，检测发动机点火线路的性能参数；在弹上发控线路检查中，检查发动机与弹上电气系统工作协调性；在发动机装配中，检查发动机与弹上机械接口的匹配性。鉴定试验中，因样本十分有限，要求在发射阵地和飞行试验中不能发生任何发动机与弹上其他设备协调性、匹配性问题。

1.4导弹安全性

发动机对导弹安全性的影响主要是发动机点火、工作安全性。通常，导弹研制总要求均明确指出助推器点火要安全可靠，要求发动机安全性设计符合GJBz 20296-95《海军导弹及其设备安全性要求》。[4]

考核方法：鉴定试验中，考虑到样本十分有限，要求在技术阵地、发射阵地和飞行试验中不能出现任何因发动机引起的安全性问题。

1.5发动机可靠性

根据发动机研制任务书中的可靠性指标，采取二项分布的贝叶斯概率比假设检验方法[5-7]。

2　飞行试验检验方案的设计思路

检验方案设计的主要目的是充分检验产品的性能及可靠性，合理分配错判风险，并具有良好的经济性。根据反舰导弹的主要作战任务和技术指标特点，以及鉴定飞行试验的主要目的，在设计检验方案时，以考核发动机任务可靠度为主，同时兼顾考核导弹动力航程、飞行速度、发动机与弹上其他设备协调性及发动机工作性能等技术指标。为此，方案设计采取贝叶斯概率比假设检验方法。

2.1建立假设检验

设有简单假设如下：

2.2确定验前信息

1）发动机地面试验数据及其综合[8-9]。根据GJB 1026A-99《固体火箭发动机通用规范》4.4.2鉴定检验的项目与要求，当发动机技术状态一致时，鉴定检验前取得的试验数据，可以作为鉴定数据的一部分参加统计评定。鉴定检验前取得的试验数据应为发动机技术状态固化后的试验数据。例如，某型发动机的鉴定检验前地面试验主要有发动机联试6枚，主发动机地面试验8枚，助推器地面试车8枚，试验结果均为成功。将上面的8个主发动机及8个助推器分系统成败型信息按下式进行综合：式（1）、（2）中：N为系统试验总次数；S为系统试验成功次数；Ni为分系统试验总次数；Si为分系统试验成功次数。

经计算，综合后的数据为8枚，加上联试的6枚，验前发动机系统的试验数据为14枚。

2）将发动机地面试验数据转换成飞行试验数据。为了充分利用试验信息，将发动机地面试验数据与飞行试验数据进行综合，首先要确定发动机地面试验数据转换为飞行试验数据的环境因子KUB。

飞行试验结果为(S1,F1)，地面试验结果为(S2,F2)，Si,Fi(i=1,2)分别为成功数和失败数，当置信度为γ′时，环境因子KUB由下式确定：式（3）中：A=[β(F,S)∙β(F,S)]-1。

1122

经计算，KUB≈0.999。由于环境因子KUB接近1，所以取其等于1。

将地面试验数据用KUB转换为飞行试验数据，即(N2,S2)转换为(N2/KUB,S2)，转换后，发动机验前信息(14,14 )，如果考虑试验前结果（假设为[2，2]），则鉴定试验前可以获得发动机的验前信息预计为16枚。采用贝叶斯方法对发动机可靠性进行检验，因而验前信息N0、S0为16、16。

2.3检验判据

当鉴定试验数为N，其成功数为SN时，对上述简单假设作出的判据如下：1

）当SN≥K(π0、R0、d)时，接受H0；

2）当SN

K(π0、R0、d)由式（4）确定：

2.4确定验前概率

式（4）中，π0为验前概率P(H0)，π1=1-π0，即P(H1)=1-P(H0)，而π0由式（5）确定[10-15]：式（5）中，N0、S0为验前试验数据，可以通过地面试验和鉴定试验前的试验获取。

2.5双方的风险率

贝叶斯假设检验双方承担的平均风险分别由式（6）、（7）确定：

2.6检验方案

若取发动机任务可靠度指标为0.99，即R0为0.99，参考整产品飞行可靠性评估，检出下限R1为0.85，假设鉴定试验数N分别为3或2时，验前信息S0、F0为（16，0）情况下，分别求出判别合格数见表1，则贝叶斯假设检验方案见表2。

表1　鉴定试验数为2、3时合格判定数Tab.1 Acceptance number when the identification number of test is 2 or 3

表2　贝叶斯假设检验方案Tab.2 Testing project of Baes hpothesis

表2　贝叶斯假设检验方案Tab.2 Testing project of Baes hpothesis

π0nsαπ0βπ1 3 30.0190.057 0.909320.000 10.086 2 20.0130.058

根据双方风险尽可能接近的方案选取原则，确定鉴定飞行试验的评定标准为：当鉴定的3发导弹发动机全部工作正常时，判定接受该产品。

3　结束语

本文针对反舰导弹弹上单项设备鉴定的指标体系和方案设计思路进行了分析，特别是提出了小样本情况下利用数据综合技术对弹上设备进行鉴定的思路方法。该方法已在某型反舰导弹换装发动机试验鉴定中得到验证，证明了方案设计的合理可行性。

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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.

作者简介：罗华锋（1974-），男，高工，硕士。

收稿日期：2014-06-08；

DOI:10.7682/j.issn.1673-1522.2015.02.014

文章编号：1673-1522（2015）02-0161-04

文献标志码：A

中图分类号：TJ761.1+4

修回日期：2015-01-14