火箭試驗

火箭試驗是為鑑定火箭性能和質量所進行的各種試驗，包括地面試驗和飛行試驗。火箭設計對試驗的依賴性較大，需要由大量試驗為設計提供依據。現代火箭試驗是在飛機試驗的基礎上發展起來的，它繼承了飛機試驗的分段試驗程式和方法，由零件、組件、分系統到全系統，由地面試驗到飛行試驗；也繼承了飛機的試驗技術，如風洞實驗、強度試驗、環境試驗、地面試車和飛行試驗等技術。

基本介紹

• 中文名：火箭試驗
• 外文名：Rocket test
• 相似實驗：飛彈試驗
• 最早實驗國家：德國

發射試驗

最初的火箭試驗十分簡單，主要是發射試驗。火箭由單一系統逐漸發展成為多系統組成的複雜系統之後，設計師們並未立即認識到由於多個分系統的存在需要加強地面試驗的必要性 ，幾乎把每次飛行試驗既作為全系統的試驗，又作為分系統試驗，以致試驗頻頻失敗。德國V-2火箭就是經過了多次失敗以後才獲得成功的,隨即又接連失敗了36次，除了設計上的問題以外，主要原因是地面試驗不充分。火箭通常是一次使用，試驗費用甚巨，又不能由人在火箭上對試驗進行直接觀察，只能利用有限的遙測和外測數據來分析試驗結果，有時甚至找不到故障的確切原因。通過耗資較少並且易於觀察的地面試驗可使火箭得到較多的考驗，利用更多的試驗數據來改進設計，能有效地提高飛行試驗的成功率。隨著航天事業的發展，火箭的動力日益增大，要求飛行的速度和距離越來越大，火箭工作環境更加惡劣（見火箭工作環境）。試驗技術適應這些變化得以迅速發展，例如，氣動力試驗使用了馬赫數大於20的高超音速風洞和高雷諾數的風洞；結構試驗已把液體的晃動試驗和整體結構的動力特性試驗作為重要內容，已研製出多點激振系統、單點隨機激振系統和雷射全息攝影設備；為了適應高精度慣性平台試驗的需要，製造了比它精度更高的測試轉台；數量甚大、種類繁多的參數測量促進了無線電遙測技術的誕生並不斷地微型化、提高了傳輸速率和距離，70年代實現了可程式序和數據實時處理（見火箭飛行試驗測量）等。這些技術的進展使火箭試驗日臻完善，並推動了其他飛行器的試驗，但還存在許多問題，如對全箭進行經濟易行的高能量的振動、噪聲模擬方法和高速再入體的力學環境、熱環境的模擬等，仍是火箭試驗的難題。火箭試驗需要研製許多試驗設備，建造必要的工程設施，如火箭振動試驗塔、各種大型試驗室、火箭試車台和飛行試驗場區。全箭試驗按試驗大綱進行，試驗大綱對火箭的狀態、試驗程式、技術要求、設備、技術資料、安全措施、試驗結果鑑定的標準和方法等作出規定。試驗後進行數據的處理、分析和結果鑑定。

全箭試驗

火箭裝配成整機以後的試驗。不同火箭的全箭試驗的項目互有差異，大型運載火箭的全箭試驗包括振動特性試驗、地面試車、運輸試驗、風載試驗、對接與協調試驗、飛行試驗、貯存試驗和環境試驗等。可靠性試驗貫穿在整個研製過程中。

振動特性試驗

在模擬條件下測定火箭整體結構動力特性的試驗，包括橫向、扭轉和縱向振動試驗。火箭是彈性體，在發射和飛行中會遇到許多複雜的動力學問題，液體推進劑火箭尤為突 出。例如，豎立在發射台上箭體的晃動；飛行中箭體彈性振動與穩定系統相互作用引起的橫向彎曲和（或）扭轉耦合振動；液體火箭的推進劑晃動和在箭體與動力裝置的閉合系統中激起的縱向耦合振動；還有各種動載荷和衝擊載荷等。這些問題的出現和加劇可能導致飛行載荷增大、飛行不穩定、推進系統工作異常、控制精度變壞，甚至飛行失敗。為了從設計上解決這些問題，需要有比較準確的結構動力特性參數，包括固有頻率、振型、振型斜率、阻尼係數、廣義質量和傳遞函式。火箭結構非常複雜，目前人們還難於建立準確的數學模型和精確地計算這些參數，只好利用試驗來驗證，或者由試驗直接為火箭設計提供依據。模擬飛行狀態的橫向彎曲和扭轉振動試驗，主要是為了給穩定系統設計提供箭體的動力特性參數和選擇速率陀螺的安裝位置。豎立狀態的橫向振動試驗，能為動載荷計算提供依據，並為瞄準和穩定分析提供原始條件。縱向振動試驗的目的是為分析和消除縱向耦合振動，並為衝擊載荷設計提供數據。傳遞特性用來確定火箭各部位的振動環境（見火箭振動特性試驗）。

火箭試驗

對接與協調試驗

火箭地面試車和飛行試驗前的預備性試驗，又稱綜合演練。試驗程式是：在總裝廠進行試車和發射的模擬測試,以及機械、電氣的協調試驗;在試車台和靶場對火箭、有效載荷、地面設備和試驗設施實行按試車或發射要求的全部操作(或部分操作)，但一般不點火。目的是檢查試驗對象的技術狀態、性能、參數和線路是否正確；火箭與地面設備、運載器與有效載荷以及火箭各分系統之間是否協調；試驗所用的檔案資料是否正確；設備、工具和使用資料是否齊全，同時訓練和考核試驗的操作人員。用於試驗的火箭和設備的狀態與試車或發射時相同。

地面試車

在試車台上進行的點火試驗，藉以考驗火箭各系統在發動機工作條件下的適應性、協調性和可靠性。推進系統在地面試車中能得到最真實的考驗。通過地面試車可決定火箭能否進行飛行試驗（見火箭地面試車）。

飛行試驗

在實際的飛行環境條件下進行的各種試驗。在火箭的研製過程中，初期的飛行試驗是為了考核火箭的總體方案、各系統的協調性和對飛行環境的適應性。後期的飛行試驗則主要是為了鑑定火箭是否達到設計指標，確定火箭的技術狀態。火箭（飛彈）飛行試驗以遙測和外測為測量和觀察手段，獲取飛行時的各種信息，作為改進設計和鑑定工作的依據。

貯存試驗

探索和驗證在規定環境條件下，火箭和地面設備的性能符合設計指標的最長貯存時間。貯存試驗分為自然貯存和加速貯存兩種試驗。在火箭及其地面設備的貯存期間，溫度、微生物、塵土和微量腐蝕性氣體等的長期作用，會導致整個火箭及其設備的性能變化，嚴重時造成失效。自然貯存試驗是將火箭、地面設備以及它們的一些關鍵材料、零組件和儀器存放在真實或接近真實的貯存環境條件下，定期進行測試檢查，對一些儀器進行分解檢查，對材料和零組件抽樣進行典型試驗或剖切檢查，必要時對貯存件進行發動機試車、全箭試車或飛行試驗,考察它們經過貯存以後的性能變化,並決定發射前所須採取的措施。加速貯存試驗是根據發生失效的機理和過程、故障的類型和性質，用更惡劣的、引起失效的因素（如高溫、高濕）進行試驗，以便在較短的時間內能得到試驗結果。

環境試驗

檢驗火箭和地面設備對環境的適應能力。環境試驗的主要方法有：①試驗室模擬：建立能單獨以一種環境或同時以幾種環境作用於火箭的試驗室，有的還配備有振動、過載和衝擊試驗設備。試驗一般先單項進行，然后綜合進行（組合環境）。對於那些不易確定的環境,通常選用一種較為嚴酷的條件進行定性試驗,以證明設計方案的可靠性。②自然環境試驗：將火箭及其地面設備放置在實際的、比較嚴酷的自然環境下進行試驗,並進行發射操作,檢驗火箭全系統的工作情況。對於發動機工作造成的振動、衝擊、噪聲和高溫等環境，通常先用單機、分系統和某個部段（如儀器艙）在振動台上進行試驗，再通過地面試車考察整個火箭對這些環境的適應能力。

運輸試驗

檢驗火箭對各種運輸環境的適應性（圖1），包括鐵路、公路、 水路和空中運輸。試驗的原則與環境試驗相似，試驗室模擬採用運輸模擬試驗裝置。在各種運輸試驗中都測量運輸狀態下的振動環境和動載荷，並對火箭進行測試檢查，以便評價運輸工具的減振性能和火箭對運輸環境的適應能力。 火箭試驗

飛彈試驗

飛彈的試驗項目與火箭基本相同，不過試驗內容較火箭試驗為多。在飛行試驗中除技術指標外還要考驗戰術指標。成批生產後，需要進行抽檢發射。戰略飛彈還需要進行與核裝置結合和彈頭再入大氣層的試驗，如1966年10月27日中國在本國的國土上進行的飛彈核武器發射就屬於這類試驗。攻擊活動目標的飛彈需要進行模擬打靶和實彈打靶。貯存試驗中還考核在貯存期內飛彈戰備值勤的能力。長時間的野外貯存也是飛彈的重要試驗項目。運輸試驗不僅考核飛彈對運輸環境的適應能力，還兼有功能試驗的性質，以戰爭條件、最低等級的公路和較壞的路面考核武器系統的運輸性能。在環境試驗中還增加霧、大風、低氣壓、鹽霧以至海水浸泡等野戰環境條件。此外，飛彈還需要進行核環境和敵方可能造成的其他環境的試驗。為了適應作戰和戰備需要，飛彈系統一般都須經過作戰使用性能試驗，例如機動性能、變換射擊目標能力、發射準備時間、夜間發射、霧天發射等試驗。不同發射方式的飛彈，如地下井熱發射、冷發射、水下發射(圖2 )、空中發射和艦艇發射等，除地面發射試驗外，還需要分別進行規定方式的發射試驗。

社會事件

德國

兩周前，因軍方進行火箭試驗，德國西北部下薩克森州梅彭地區的一片沼澤燃起大火。2018年9月21日，當地政府宣布梅彭地區進入緊急狀態。

雖然已經兩周了，但火借風勢迅速蔓延，逐漸失控。大火產生的濃煙已經擴散到100千米以外的地區，據稱從衛星圖片上都清晰可見——這種情況下，當地政府不得不宣布梅彭地區進入緊急狀態，並考慮撤離火災發生地附近兩個村莊的約1000名居民。