航天发射试验工程PDF电子书下载

第1章 引论 1

1.1 概述 1

1.1.1 航天工程 1

1.1.2 航天工程系统 2

1.1.3 航天发射试验工程 15

1.1.4 航天发射试验工程系统 16

1.2 航天发射试验工程总体要求 17

1.2.1 发射能力 17

1.2.2 年发射次数 18

1.2.3 发射周期 18

1.2.4 恢复发射周期 18

1.2.5 连续两次发射的时间间隔 18

1.2.6 发射可靠性与安全性 18

1.2.7 发射成本 19

1.2.8 环境保护 19

1.2.9 气象保障 19

1.3 发射试验要素 20

1.3.1 发射窗口 20

1.3.2 发射方位角 27

1.3.3 发射场位置 28

1.4 发射方式和形式 29

1.4.1 航天发射方式 29

1.4.2 航天发射形式 30

1.5 测试发射工艺流程 32

1.5.1 水平分段组装测试模式 32

1.5.2 水平整体组装测试模式 32

1.5.3 直接在发射台上垂直组装测试模式 33

1.5.4 垂直整体组装测试模式 34

1.6 发射诸元 36

1.6.1 发射诸元准备 38

1.6.2 发射诸元计算 38

1.7 发射预案和应急处置预案 45

1.7.1 发射预案 45

1.7.2 应急处置预案 46

第2章 航天发射场 48

2.1 航天发射场建设要求 48

2.1.1 任务需求 48

2.1.2 安全性要求 48

2.1.3 自然环境要求 49

2.1.4 交通条件要求 49

2.1.5 地面测控设备布站要求 49

2.1.6 地理位置因素的影响 49

2.1.7 返回着陆场选择 50

2.2 航天发射场功能与组成 50

2.2.1 功能与布局 50

2.2.2 主要试验场所 51

2.2.3 测试发射控制中心 56

2.2.4 技术勤务系统 57

2.3 主要发射设施 61

2.3.1 航天发射设施的特点 61

2.3.2 发射台 61

2.3.3 导流槽 69

2.3.4 脐带勤务塔 71

2.3.5 发射前地面瞄准系统 72

2.4 液体推进剂加注 76

2.4.1 常用液体推进剂种类及性能 76

2.4.2 液体推进剂加注技术 76

2.4.3 常规液体推进剂加注 80

2.4.4 低温液体推进剂加注 83

2.5 发射场安全性 88

2.5.1 一般要求 88

2.5.2 安全区域划分 88

2.5.3 航天发射主要安全性措施 89

2.5.4 爆炸安全距离 90

2.5.5 噪声安全距离 92

2.5.6 有毒推进剂安全距离 92

第3章 运载火箭与航天器 93

3.1 运载火箭飞行基础 93

3.1.1 运载火箭的速度与级数 93

3.1.2 运载火箭的运动方程 96

3.2 运载火箭组成系统 98

3.2.1 结构组成 99

3.2.2 动力推进分系统 104

3.2.3 控制分系统 108

3.2.4 遥测分系统 111

3.2.5 外测安全分系统 112

3.2.6 故障检测与逃逸救生分系统 113

3.3 运载火箭发射轨道 116

3.3.1 发射轨道的基本形式 116

3.3.2 发射轨道的基本过程 117

3.4 航天器轨道描述 118

3.4.1 轨道半长轴a 119

3.4.2 轨道偏心率e 119

3.4.3 轨道倾角i 120

3.4.4 升交点赤经Ω 121

3.4.5 近地点幅角ω 121

3.4.6 过近地点时刻τ 122

3.5 航天器结构组成 122

3.5.1 航天器平台系统 123

3.5.2 航天器应用系统 128

3.6 航天器轨道运动 132

3.6.1 轨道运动基本方程 132

3.6.2 轨道运动守恒定律 133

3.6.3 航天器轨道摄动 135

3.6.4 航天器轨道预测 138

3.6.5 航天器轨道机动 139

3.7 航天器交会与对接 141

3.7.1 基本概念 141

3.7.2 交会对接任务阶段划分 143

3.7.3 影响交会对接的外部因素 146

第4章 测试与发控 148

4.1 概述 148

4.2 测试与发控系统构成 151

4.2.1 系统组成 151

4.2.2 发控系统 154

4.2.3 测试系统 156

4.2.4 测控软件 159

4.3 运载火箭测试方法 161

4.3.1 单元测试 161

4.3.2 分系统测试 161

4.3.3 匹配测试 167

4.3.4 总检查测试 170

4.4 测试与发控基本技术 172

4.4.1 可编程逻辑控制器技术 172

4.4.2 VXI总线技术 178

4.4.3 其他总线技术 184

4.4.4 虚拟仪器技术 189

4.5 一体化测试与发控 194

4.5.1 一体化设计内涵 194

4.5.2 一体化测试发控系统构成 197

4.5.3 一体化测试发控系统发展 204

第5章 测量与控制 212

5.1 测量控制总体技术 212

5.1.1 测控系统任务与组成 212

5.1.2 测控频段与体制 214

5.1.3 测控设备选址原则 217

5.1.4 箭（器）载测控设备 219

5.1.5 信息传输体制 220

5.1.6 测控系统常用坐标系及关系角 222

5.1.7 时间统一系统 224

5.2 光学跟踪测量 227

5.2.1 分类与组成 227

5.2.2 工作原理与主要技术指标 229

5.2.3 新技术在光测设备中的应用 234

5.3 雷达跟踪测量 236

5.3.1 系统组成及基本工作过程 237

5.3.2 角度跟踪与测量 238

5.3.3 速度测量 240

5.3.4 距离跟踪与测量 241

5.3.5 相控阵雷达测量 243

5.3.6 目标特性测量 245

5.4 遥测跟踪测量 246

5.4.1 系统组成和工作原理 246

5.4.2 遥测信号调制 248

5.4.3 遥测系统分类 249

5.4.4 常用遥测传输系统 249

5.4.5 遥测系统发展 251

5.5 微波统一系统测量与控制 252

5.5.1 系统组成与信息流程 252

5.5.2 主要分系统工作原理 253

5.5.3 系统工作方式及功能 256

5.5.4 微波统一系统技术特点 257

5.5.5 微波统一系统发展 258

5.6 地面逃逸与安全控制 260

5.6.1 地面逃逸系统 260

5.6.2 地面逃逸模式与实施工作程序 263

5.6.3 地面安全控制系统 264

5.6.4 地面安控工作实施程序 266

5.7 指挥控制中心 268

5.7.1 任务及功能 268

5.7.2 中心计算机系统 270

5.7.3 指挥显示系统 271

5.7.4 测控应用软件 273

第6章 数据处理与试验分析 278

6.1 数据处理任务与数据特性 278

6.1.1 数据处理任务 278

6.1.2 数据类型 278

6.1.3 数据误差 279

6.2 外测数据处理 282

6.2.1 光学数据预处理方法 282

6.2.2 脉冲雷达数据处理方法 283

6.2.3 连续波雷达数据处理方法 285

6.2.4 GPS测量数据预处理 287

6.2.5 解析弹道参数解算 289

6.2.6 外弹道融合数据处理方法 297

6.2.7 误差修正 298

6.3 遥测数据处理 303

6.3.1 遥测参数基本特点 303

6.3.2 遥测数据处理基本要求 304

6.3.3 遥测数据处理方法 305

6.4 试验结果分析 312

6.4.1 试验结果分析要求 312

6.4.2 试验结果分析程序 313

6.4.3 总体性能分析 313

6.4.4 火箭控制系统结果分析 315

6.4.5 火箭动力系统结果分析 320

6.4.6 火箭外安系统结果分析 329

6.4.7 火箭遥测系统结果分析 331

6.4.8 推进剂利用系统结果分析 331

第7章 试验故障诊断技术 334

7.1 故障诊断特点和要求 334

7.1.1 故障诊断特点 334

7.1.2 故障诊断要求 335

7.2 故障诊断基础 335

7.2.1 基本原理 335

7.2.2 基本方法 336

7.3 故障诊断常用方法 338

7.3.1 跟踪寻迹法 338

7.3.2 隔离检查法 340

7.3.3 换元检查法 343

7.3.4 状态检查法 346

7.3.5 物理检查法 348

7.3.6 环境试验法 351

7.3.7 对比法 353

7.3.8 故障模拟检查法 358

7.3.9 综合诊断法 361

7.3.10 综合治理法 363

7.4 故障树诊断技术 366

7.4.1 基本原理 366

7.4.2 诊断步骤和分析方法 366

7.4.3 诊断案例 368

7.5 故障字典诊断技术 370

7.5.1 故障字典构建方法 370

7.5.2 基于故障字典的诊断方法 371

7.5.3 诊断案例 373

7.6 软件故障诊断技术 374

7.6.1 软件失效机理和故障模式 375

7.6.2 软件故障诊断的一般程序 376

7.6.3 诊断案例 379

第8章 发射场信息化建设 381

8.1 概述 381

8.1.1 信息化建设相关概念 381

8.1.2 发射场信息化作用与意义 383

8.1.3 发射场信息化建设基本内容 384

8.2 信息化基本技术 385

8.2.1 信息采集技术 385

8.2.2 信息传输技术 387

8.2.3 信息处理技术 389

8.2.4 信息安全技术 391

8.3 发射场信息化体系结构 393

8.3.1 总体框架 393

8.3.2 技术体系结构 394

8.3.3 系统体系结构 395

8.3.4 综合业务承载网 395

8.3.5 信息化业务集成 396

8.3.6 业务运行管理 397

8.4 一体化指挥控制系统 398

8.4.1 基本概念 398

8.4.2 系统组成和信息流程 399

8.4.3 一体化实现方式 401

8.4.4 系统关键技术 403

8.5 网络化测量控制系统 405

8.5.1 基本概念 405

8.5.2 系统功能与结构 405

8.5.3 智能测控设备 406

8.5.4 网络传输系统 407

8.5.5 信息处理系统 408

8.5.6 应用管理系统 409

8.6 自动化测试发射系统 410

8.6.1 基本概念 410

8.6.2 自动化发射场设施设备 411

8.7 数字化试验保障系统 414

8.7.1 基本概念 414

8.7.2 信息化计量系统 414

8.7.3 信息化气象系统 416

8.7.4 技术装备信息管理系统 417

8.7.5 数字化信息服务系统 418

8.8 发射场测试发射指挥监控系统 420

8.8.1 主要任务和发展历程 420

8.8.2 系统结构 421

8.8.3 服务器分系统 424

8.8.4 指挥显示分系统 425

8.8.5 对外接口分系统 426

8.8.6 应用软件分系统 428

8.8.7 指挥监控系统关键技术 430

第9章 发射指挥技术 433

9.1 指挥在测试发射中的地位和作用 433

9.1.1 发射指挥的概念 433

9.1.2 发射指挥的特点 433

9.1.3 发射指挥的地位和作用 434

9.2 发射指挥原则 434

9.3 发射指挥机构 436

9.3.1 发射指挥机构的特点和分类 436

9.3.2 发射指挥机构组成及职能 438

9.3.3 指挥人员 442

9.4 发射指挥程序 443

9.4.1 发射任务组织指挥程序 443

9.4.2 指挥程序的控制与优化 445

9.4.3 总检查协同指挥程序 448

9.4.4 发射协同指挥程序 451

9.5 决策技术 453

9.5.1 发射决策特点 453

9.5.2 决策阶段 454

9.5.3 决策信息来源 455

9.5.4 辅助决策 456

9.5.5 专家系统 458

9.6 并行试验管理 460

9.6.1 并行试验的特点 460

9.6.2 并行试验制约因素 460

9.6.3 并行试验管理的主要内容 463

第10章 仿真训练技术 465

10.1 仿真训练系统的任务及主要功能 465

10.1.1 仿真训练系统的任务 465

10.1.2 仿真训练系统的主要功能 466

10.2 复杂大系统仿真基本技术 467

10.2.1 复杂大系统仿真 467

10.2.2 基于高层体系结构HLA/RTI的分布仿真 468

10.2.3 基于Multigen Vega Prime的视景仿真 470

10.2.4 基于运动获取与控制的虚拟人 474

10.2.5 基于CORBA的分布式并行计算 477

10.2.6 基于LabVIEW的虚拟仪器 479

10.2.7 基于跨协议互连的实时无缝连接 481

10.3 虚拟吊装与装配 484

10.3.1 虚拟吊装训练技术 484

10.3.2 虚拟装配训练技术 484

10.4 火箭测试发射仿真 485

10.4.1 系统组成 485

10.4.2 LabVIEW仿真框架 485

10.4.3 仿真成员设计 488

10.4.4 故障推演训练技术 493

10.5 火箭飞行仿真 494

10.5.1 系统组成和功能 494

10.5.2 六自由度弹道仿真 495

10.5.3 遥测数据仿真 503

10.6 测控半实物仿真 505

10.6.1 测控半实物仿真原理 505

10.6.2 光学设备模拟器 507

10.6.3 雷达设备模拟器 508

10.6.4 遥测设备模拟器 508

10.7 地勤支持仿真 509

10.8 仿真训练系统的集成 510

10.8.1 应用体系结构 511

10.8.2 系统体系结构 511

10.8.3 技术体系结构 513

第11章 发射试验质量管理 516

11.1 相关名词术语 516

11.1.1 质量 516

11.1.2 质量管理 516

11.1.3 航天发射试验工程质量管理 517

11.2 试验质量管理任务与目标 518

11.2.1 试验质量管理指导思想、原则与质量方针 518

11.2.2 试验质量管理目标 520

11.3 试验质量管理体系 521

11.3.1 质量管理体系 521

11.3.2 试验质量管理体系模式 522

11.3.3 试验质量管理体系组织机构及职责 524

11.3.4 试验质量管理体系文件 526

11.4 试验质量管理 527

11.4.1 试验任务质量策划 527

11.4.2 试验任务质量控制 529

11.4.3 试验任务质量保证 541

11.4.4 试验任务质量改进 542

11.4.5 试验任务质量管理制度与方法 543

11.4.6 试验任务质量管理常用工具与技术 547

11.5 航天质量文化 550

11.5.1 质量文化 550

11.5.2 航天质量文化 551

11.5.3 航天质量文化建设 553

第12章 发射试验可靠性与安全性 555

12.1 概述 555

12.1.1 试验可靠性基本概念 555

12.1.2 试验安全性基本概念 555

12.1.3 试验可靠性与安全性关系 555

12.2 试验可靠性评估基本方法 556

12.2.1 单元可靠性分析评估方法 556

12.2.2 典型系统可靠性评估方法 559

12.3 试验安全性分析基本方法 567

12.3.1 安全性分析方法种类 567

12.3.2 故障模式、影响及危害性分析方法 568

12.3.3 故障树分析方法 572

12.3.4 危险分析方法 579

12.3.5 潜在电路分析方法 582

12.3.6 软件安全性分析方法 588

12.4 航天发射场可靠性定量评估方法 590

12.4.1 航天发射场可靠性基本概念 590

12.4.2 航天发射场可靠性数据分布与选取方法 590

12.4.3 航天发射场可靠性评估思路 592

12.4.4 应用实例 593

12.5 航天发射场安全性分析方法 594

12.5.1 安全性分析目的与要求 594

12.5.2 安全性分析内容 594

12.5.3 风险评估方法 594

12.5.4 应用实例 596

第13章 发射试验装备管理与延寿 597

13.1 发射试验装备分类与管理 597

13.1.1 发射试验装备分类 597

13.1.2 装备管理的基本内容 604

13.2 发射试验装备检修检测与评估 606

13.2.1 状态维修技术 606

13.2.2 发射场典型设施设备的状态检测与评估方法 611

13.3 试验装备延寿 627

13.3.1 装备延寿的概念与要求 627

13.3.2 产品寿命与可靠性、失效率的关系 628

13.3.3 常用寿命分布 630

13.3.4 寿命评估的一般步骤 633

13.3.5 系统或设备可靠寿命预测评估方法 636

13.3.6 试验装备延寿技术 645

第14章 发射试验项目管理 652

14.1 概述 652

14.1.1 项目与项目管理基本概念 652

14.1.2 航天发射项目 654

14.1.3 航天发射项目管理 656

14.1.4 航天发射项目管理的发展 657

14.2 航天发射项目组织管理 658

14.2.1 航天发射项目组织原则 658

14.2.2 航天发射项目组织结构设计 659

14.2.3 航天发射项目组织实施流程 661

14.3 航天发射项目范围管理 663

14.3.1 航天发射项目范围界定 663

14.3.2 航天发射项目范围计划编制 666

14.3.3 航天发射项目范围核实 667

14.3.4 航天发射项目范围变更 669

14.4 航天发射项目资源管理 670

14.4.1 人力资源管理 670

14.4.2 基础设施管理 670

14.4.3 信息资源管理 671

14.5 航天发射项目进度管理 671

14.5.1 航天发射项目进度计划编制 671

14.5.2 航天发射项目进度计划的实施 676

14.5.3 航天发射项目进度控制 677

14.6 航天发射项目风险管理 680

14.6.1 航天发射项目风险含义 680

14.6.2 航天发射项目风险管理流程 681

14.6.3 航天发射项目风险识别 681

14.6.4 航天发射项目风险评估 683

14.6.5 航天发射项目风险应对 686

14.7 航天发射项目技术管理 689

14.7.1 航天发射技术管理概念 689

14.7.2 航天发射技术操作管理 690

14.8 航天发射项目质量管理 692

14.9 航天发射项目综合管理 693

14.9.1 综合管理的基本特点 693

14.9.2 装备保障 693

14.9.3 后勤保障 694

14.9.4 气象保障 695

14.9.5 任务现场管理 695

参考文献 697