QJ 1003A-2004 液体火箭发动机设计程序.pdf

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1、QJ中华人民共和国航天行业标准FL 2845 QJ 1003A2004代替 QJ 10031986、QJ 13571988液体火箭发动机设计程序 Design procedure for liquid propellant rocket engine 20040901发布 20041201实施国防科学技术工业委员会发布 QJ 1003A2004 I前言 本标准代替QJ 10031986液体火箭发动机设计程序和QJ 13571988姿态控制发动机设计程序。 本标准与QJ 10031986和QJ 13571988相比主要有以下变化： a) 增加了一般要求； b) 增加了方案可行性论证及其任务、内容

2、、方案可行性评审和完成标志； c) 增加了批生产阶段及其任务和内容。 本标准由中国航天科技集团公司提出。 本标准由中国航天标准化研究所归口。 本标准起草单位：中国航天科技集团公司六院第十一研究所。 本标准主要起草人：葛李虎、王鹏武。 QJ 10031986于1986年9月首次发布；QJ 13571988于1988年2月首次发布，本次为第一次合并修订。 QJ 1003A2004 1液体火箭发动机设计程序 1 范围 本标准规定了液体火箭发动机各研制阶段的设计任务、内容和完成标志。 本标准适用于弹（箭）用液体火箭发动机、姿控发动机（以下简称发动机）各研制阶段的设计，其它类型的火箭发动机可参照使用。

3、2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包含勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GJB 10A2004 可贮存推进剂液体火箭发动机试验项目和要求 3 一般要求 3.1 设计依据 设计依据包括以下内容： a) 型号发展规划； b) 弹（箭）总体部门与发动机设计部门签定的研制合同、发动机设计任务书和有关技术要求； c) 有关标准、规范和法令。 3.2 设计原则 发动机设计中应遵循以下原则： a) 严格遵循

4、研制程序，情况特殊时，在满足发动机设计任务书要求的前提下，经型号总设计师批准，可增减或合并程序内容； b) 贯彻通用化、系列化、组合化的原则； c) 设计中应尽量采用成熟技术，并考虑先进性和经济性； d) 选用新技术、新材料、新工艺及增加大型设备必须经过充分论证和鉴定； e) 选用关键原材料、元器件原则上应立足国内研制和生产； f) 先计算后研试，即先进行周密的分析计算、仿真模拟，后进行设计、试制和试验； g) 先冷试后热试，即先进行冷试验，后进行热试验； h) 先单项试验后发动机系统试验，即先进行零、组件单项试验，其中大型组件可进行缩尺模拟试验，如先进行燃气发生器与涡轮泵的联合试验，后进行发

5、动机整机热试验。 3.3 试验项目 可贮存推进剂液体火箭发动机各研制阶段的试验项目和要求按GJB 10A2004的规定，其它发动机的试验项目可参照执行。 4 各研制阶段设计程序 4.1 阶段划分 QJ 1003A2004 2发动机的研制阶段分为方案可行性论证、模样阶段、初样阶段、试样阶段、定型阶段、批生产阶段。 4.2 方案可行性论证 4.2.1 任务 在发动机正式进入工程研制前，根据型号规划、专业发展及总体的需求，借助先期预研成果和其它型号成熟技术，进行发动机技术方案可行性、采用新技术可行性及经济性论证，必要时对突破某些关键技术的可行性进行试验验证，避免工程研制中出现方案颠覆性错误。 4.2

6、.2 内容 方案可行性论证的内容主要包括： a) 推进剂选择； b) 发动机系统方案选择，包括发动机系统主要参数的初步选择、推进剂供应方式、热力循环方式、发动机系统调节方式、点火方式、起动与关机方式等； c) 总体方案选择，包括发动机总体布局和推力矢量控制等； d) 技术指标的可行性和实现途径； e) 采用的新技术、新材料、新工艺及增加大型设备的必要性和可行性； f) 估算研制经费，拟定研制周期； g) 对突破关键技术可行性进行必要的试验验证； h) 对方案可行性论证工作进行总结，形成方案可行性论证报告。 4.2.3 方案可行性评审 在发动机方案可行性论证完成后，应进行评审。评审的内容主要包括

7、： a) 推进剂、发动机系统方案和总体方案； b) 主要技术指标； c) 关键技术及突破途径的可行性； d) 研制周期、研制经费估算。 4.2.4 完成标志 完成方案可行性论证评审。并与弹（箭）总体部门协调后形成初步的发动机设计任务书。 4.3 模样阶段 4.3.1 任务 根据弹（箭）总体部门发动机设计任务书的要求及方案可行性论证结果，进行模样设计和试验验证，初步突破各组件的关键技术，确定发动机方案。 4.3.2 内容 4.3.2.1 发动机系统方案论证 发动机系统方案论证的内容主要包括： a) 推进剂供应方式、热力循环方式、发动机系统调节方式、点火方式、起动与关机方式、控制与操纵方式、推进剂

8、加注和管理方式等； b) 发动机系统主要参数和各组件设计参数选择； c) 关键技术及其解决途径。 4.3.2.2 结构方案论证 结构方案论证的内容主要包括： QJ 1003A2004 3a) 发动机总体布局； b) 推力矢量控制方案； c) 加温、保温、防热、防烧等发动机特殊要求的方案； d) 机架、密封结构、摇摆装置、换热器、火药起动器等总体直属组件方案； e) 关键技术及其解决途径。 4.3.2.3 组件方案论证 根据发动机系统设计和结构设计要求进行各组件的方案论证。论证的内容主要包括： a) 结构方案论证及参数确定，关键材料和工艺的选择； b) 关键技术及其解决途径，关键技术攻关及验证。

9、 4.3.2.4 方案评审 方案评审的内容主要包括： a) 方案论证的正确性、充分性； b) 突破技术关键的可能性； c) 可靠性、安全性设计。 4.3.2.5 模样设计 模样设计的内容主要包括： a) 编写研制大纲，内容包括：任务来源、主要战术技术指标要求、发动机类型、系统、系统参数、关键技术及其解决途径、各研制阶段的研制任务、目的、内容（包括发动机及组件的生产数量、试验项目、试验次数、台数、时间）和研制周期等；在适当时机对研制大纲进行评审； b) 编写标准化大纲、可靠性大纲、安全性大纲、维修性大纲和保障性大纲； c) 选定性能、结构可靠性评定方法，预估和分配可靠性指标； d) 给出模样阶段

10、发动机系统设计要求和各组件结构设计要求； e) 对研制所需的各类设备、试验装置、新材料、新工艺及重大外协项目提出相应的任务书或要求； f) 提出试验总任务书及对试验设备的要求，必要时应提出试验台建台或改台任务书； g) 绘制模样图样，编写有关技术文件； h) 按模样阶段相关技术文件进行生产和试验。 4.3.3 设计评审 对发动机模样阶段设计工作给以评定，决定研制阶段能否转入初样阶段。设计评审的内容主要包括： a) 发动机主要性能指标，如推力、比冲、起动加速性和关机减速性等是否基本达到要求； b) 发动机工作协调性； c) 关键技术突破情况； d) 发动机技术状态是否基本确定； e) 与弹（箭）

11、总体结构的协调程度； f) 可靠性、安全性、维修性和保障性； g) 标准贯彻情况。 4.3.4 完成标志 模样阶段设计工作的完成标志主要包括： a) 主要组件经过试验，方案确定，并基本上满足发动机的要求； QJ 1003A2004 4b) 完成了发动机系统的匹配试验； c) 初步突破技术关键； d) 确定了发动机系统调节方案； e) 发动机的主要性能指标基本达到要求； f) 基本确定发动机技术状态； g) 完成样机； h) 完成有关技术文件的编写； i) 已通过模样阶段设计评审。 4.4 初样阶段 4.4.1 任务 对选定的发动机方案进行全面的地面试验考核，充分暴露设计、生产、试验方面的薄弱环

12、节；彻底解决新技术、新材料、新工艺方面的技术关键；逐步完善发动机及组件的结构设计；研究并解决发动机系统工作的协调性；验证发动机性能、结构可靠性、环境适应性及其它功能要求，为试样研制提供全面准确的依据。 4.4.2 内容 初样阶段的设计内容主要包括： a) 协调、确定初样阶段发动机设计任务书和需要考核的项目； b) 修订发动机研制大纲； c) 修订标准化大纲、可靠性大纲、安全性大纲、维修性大纲和保障性大纲； d) 修改与协调发动机组件设计要求； e) 修改与协调发动机总体布局； f) 绘制初祥图样，编写有关技术文件； g) 按初样阶段相关技术文件进行生产和试验。 4.4.3 设计评审 对发动机初

13、样阶段设计工作给以评定，决定研制阶段能否转入试样阶段。设计评审的内容主要包括： a) 发动机性能是否达到发动机设计任务书提出的要求； b) 发动机必要的地面试验（需要时包括高空模拟试验）是否完成； c) 发动机的各项技术关键是否解决并得到了比较充分的考验； d) 发动机技术状态是否完全确定； e) 发动机系统与控制系统的匹配试验是否完成； f) 发动机对环境条件的适应性； g) 可靠性、安全性、维修性和保障性； h) 标准贯彻情况。 4.4.4 完成标志 初样阶段设计工作的完成标志主要包括： a) 通过各类试验取得的数据表明性能达到发动机设计任务书提出的要求； b) 完成了发动机必要的地面试验

14、； c) 解决了发动机的各项技术关键并得到比较充分的考验； QJ 1003A2004 5d) 完成了发动机系统与控制系统的匹配试验； e) 通过了发动机环境条件的适应性试验； f) 确定了发动机技术状态； g) 完成有关技术文件的编写； h) 已通过初样阶段设计评审。 4.5 试样阶段 4.5.1 任务 进一步完善初样阶段设计，通过全面的试验考核（包括飞行试验），验证发动机性能和结构可靠性，对发动机的设计、工艺及发动机的功能、可靠性、安全性、维修性和保障性进行全面鉴定。 4.5.2 内容 试样阶段的设计内容主要包括： a) 协调、确定试样阶段发动机设计任务书； b) 修订试样阶段研制大纲； c

15、) 修订标准化大纲、可靠性大纲、安全性大纲、维修性大纲和保障性大纲； d) 修改与协调发动机组件设计要求； e) 绘制试样图样，编写有关技术文件； f) 按试样阶段相关技术文件进行生产和试验。 4.5.3 设计评审 对发动机进行全面综合鉴定，审查设计是否全部达到发动机设计任务书的要求，发动机的技术状态是否稳定，各项技术文件是否齐全并已归档，决定发动机能否定型。设计评审的内容主要包括： a) 发动机的各项技术指标是否达到了发动机设计任务书提出的要求； b) 发动机鉴定试验和可靠性、安全性、维修性、保障性评估； c) 发动机对环境条件的适应性评定； d) 有无重大遗留技术问题； e) 发动机技术状

16、态的稳定程度； f) 发动机飞行试验结果分析； g) 发动机贮存与使用期评定； h) 技术文件的正确性和完整性。 4.5.4 完成标志 试样阶段设计工作的完成标志主要包括： a) 发动机的各项技术指标达到了发动机设计任务书提出的要求，并通过飞行试验的考核； b) 完成发动机鉴定试验和可靠性、安全性、维修性、保障性评估； c) 发动机技术状态稳定； d) 无重大遗留技术问题； e) 完成发动机贮存与使用期评定； f) 完成有关技术文件的编写； g) 已通过试样阶段设计评审。 4.6 定型阶段 QJ 1003A2004 64.6.1 任务 全面总结发动机设计工作，完成设计定型，进行鉴定试验，对定型

17、技术资料进行整理、归档，按有关规定接受验收。 4.6.2 内容 定型阶段的设计内容主要包括： a) 根据各研制阶段的研制情况及飞行试验结果，与弹（箭）总体部门协调，确定定型发动机设计任务书； b) 定型相关技术文件； c) 按要求配齐各项技术文件； d) 编写组件、发动机研制总结； e) 编写发动机定型报告； f) 技术文件归档。 4.6.3 完成标志 定型阶段设计工作的完成标志主要包括： a) 全面地完成了发动机设计任务书提出的要求； b) 通过若干批次、数量的生产、试验考验，证明发动机性能稳定，结构可靠，具有良好的使用、维护性； c) 无遗留的技术问题； d) 发动机的设计已定型，技术文件

18、齐全，并已归档； e) 完成发动机研制总结和定型报告； f) 通过定型验收。 4.7 批生产阶段 4.7.1 任务 配合生产厂进行发动机批生产，处理批生产中出现的技术问题，参加发动机的批抽检试验和弹（箭）抽检飞行试验；随着新技术的推广应用以及针对批生产和批抽检试验中暴露的薄弱环节，对发动机设计进行完善改进和可靠性增长设计。 4.7.2 内容 批生产阶段的设计内容主要包括： a) 提供生产使用的成套定型发动机设计文件； b) 控制发动机的技术状态； c) 针对批生产和批抽检试验中暴露的问题，经订购方和型号总设计师批准后，对发动机进行设计完善和可靠性增长设计； d) 针对发动机使用中出现的问题，完善发动机的使用、维护性； e) 参加发动机批抽检试验及飞行试验，分析抽检试验、飞行试验结果； f) 随着新技术的推广应用，经订购方和型号总设计师批准后，对发动机设计进行适应性改进； g) 对发动机进行贮存试验和延寿。 QJ 1003A2004 7中华人民共和国航天行业标准 液体火箭发动机设计程序 QJ 1003A2004 * 中国航天标准化研究所出版 北京西城区月坛北小街2号 邮政编码：100830 北京航标印务中心印刷 中国航天标准化研究所发行 版权专有 不得翻印 * 2004年12月出版 定价：11.00元 QJ 1003A2004