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2011
08-26

玉兔2A型火箭第一次试射情况通报(点火失败)

    科创在线年会于2011年8月4日至8月10日在贵州省安顺市举行,主题是业余探空火箭,由科创航天局承办。在这次年会上,围绕业余探空火箭开展了学术交流、封闭式开发、地面试车和实效发射活动。在这次年会以前,全国各地的会员为探空火箭开发了发动机、燃料、信标、数据通信设备、箭载测试测量仪器等多种火箭零部件,为测试、测控、地面保障准备了燃料测试系统、探伤设备、测向系统、监视系统、遥控点火系统等多种系统装备。有不少爱好者亲临年会现场参加开发、组装、测试等活动。全国爱好者投入了大量人力物力,进行了一次成功的大范围合作。

    但是,在8月8日举行的探空火箭实效发射试验中出现了严重的意外现象。火箭点火以后,出现燃料缓慢燃烧、啸鸣和淬灭现象,火箭没有得到推力。这次年会上进行实效发射的玉兔2A-1号箭没有飞离发射架;随即换上玉兔2A-2号箭(备份箭)进行发射,也出现类似现象而没有离开发射架。因此,年会中的火箭实效发射活动全部失败。

    现将试验情况通报如下。

    试验组于8月8日9时出发,由于路途遇车辆爆胎,至11时30分左右到达山下。发射场地海拔约1300米,是一山间台地,平整面积约60亩,基础以石灰石为主,覆有高山草甸。发射场东北侧有高度约200米的山峰,其余几侧基本为悬崖。从山下到发射场,有约4公里路程,其中机耕道1公里,山路3公里。山下海拔约800米。当天14时左右到达山顶,开始安装发射架、点火线路、电力线路、监视系统等地面装备。16时左右基本安装完毕,进行发射前检查、调试,启动信标机和通信装置。约16时30分发射场附近出现闪电,观察到降雨,决定提前点火。约17时按下点火开关,点火失败。随后降暴雨,立即进行了防雷疏散。17时30分左右雨停,进行了备份箭的点火,仍然没有成功。为了排查原因,随后对主箭再次进行了点火,并详细观察点火现象。随后检查了发动机,发现燃料没有正常燃烧。现场已经推断为点火装置不匹配,但限于条件,无法立即改进并再次点火。18时以人工操作方式强制启动了主箭伞降系统,进行开伞测试,发生事故,伞完好抛出,但箭体被炸断。信标工作到6小时以后,达到设计要求。

    试验用玉兔2A-1、2号箭推进系统、壳体、信标均相同,其它载荷略有差别。其中,2号箭没有配置伞降系统,改用同等质量配重,一旦发射会自由落体。

    关于火箭发射失败的原因,已经在早些时候进行了通报,参见http://bbs.kechuang.org/read-kc-tid-35590-fid-156.html

    关于开伞后箭体炸断的原因,目前已提出结论:1、加工壳体时,采用车削外圆的方法减轻壳体厚度和质量,但在开伞燃料舱段没有保留足够厚度,也没有校核耐压,壳体承压能力不足而发生爆炸。实际壳体的承压能力只有0.5MPa,达不到设计值1.3MPa。2、抛伞药系采用RAP燃料,而该燃料批次较老,也就是说混有烈性催化性杂质,容易发生爆轰。经对碎片进行分析,认为抛伞燃料发生了部分爆轰。

发生淬灭的药柱

炸断的外壳

木质开伞活塞细部

    地面主要有发射架、点火设备、测向设备、监视设备等保障设备。在发射场西南侧距离发射架400米处有一山头,上面布置一个观察组,其中摄像师、观察员各一人。指挥中心设在距离发射架200米处,东北侧山地的半山腰上,面向发射架方向有巨石阻挡。发电机布置在距离指挥中心50米处。点火手位于距离发射架100米处岩洞中,采用有线遥控点火。所有参试人员均配发一台高性能对讲机,现场依靠无线电台指挥。

    发射架重约40公斤,采用碳素钢材料,底板为厚度6毫米的钢板,引导架为角钢。发射架安装地面为草甸表面,为湿泥地。当时风向北北西,为校正风偏,发射架向南南东倾斜约2度。点火设备是等离子弧点火机,点火电压约10千伏。控制线是双绞线,一直延伸到点火手处。测向采用两只八宇天线,配置有一台测试接收机,一台手持频谱仪,采用大音点法测向。发射前没有对测向设备进行现场适应性测试。监视系统由6只摄像机组成,最近的摄像机位于发射架旁,距离发射架30厘米,用以近距离观看点火情况。有三只摄像机在不同距离拍摄发射架,另有一台拍摄全景,一台拍摄天空。除点火设备的机动性能较好外,测向、监视设备笨重难以良好机动。实践证明,地面保障设施工作良好,达到了预期的效果。地面人员分工基本合理,保证了较高的实验效率。

    本次实效发射实验失败的主要教训是:必须严格贯彻严谨细致,万无一失的精神,不能在任何一个细节上疏忽大意。
    具体问题是:
    1、换用新的材料时没有严格批号管理,事先申告不清,未进行论证,并错误的取消了地面试车流程;
    2、燃料特性测试设施不健全,没有对不同批次的燃料进行特性测试,套用了经验数据;
    3、未准备备用方案,点火不成功后,分析和解决问题节奏较慢,耗时较长,因此未能采取补救措施。

    本次年会进行的火箭实效发射实验虽然失败了,但是在管理、技术研发、试验规范等方面都获得了较大进展。KCSA将以这次试验为鉴,继续努力于探空火箭活动。玉兔2A的发射试验也将在不久之后再次进行。

(刘虎/文、图,韩永林/图)

作者:科创航天
这个作者貌似有点懒,什么都没有留下。

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