1-3 导弹总体设计
导弹总体设计是一门系统工程科学。它是应用物理、数学、喷气推进技术、空气动力学、飞行力学、结构力学、材料学、控制理论、电子学、优化理论以及其它应用学科和基础学科处理和解决导弹总体设计问题的一门综合性科学。
总体设计是一个从已知条件出发创造新产品的过程,是将战术技术要求转化为武器的最重要的步骤。总体设计在导弹武器系统所有设计、研制工作中占最重要的地位并起决定性作用。
一、导弹总体设计的主要依据
总体设计依据主要包括:
(1)战术技术指标;
(2)完成研制的时间节点和定型时间;
(3)研制经费额度。
二、导弹总体设计的特点和设计思想
在导弹总体设计过程中,应遵循先进性、综合性、高可靠性、经济性等原则。
(一)技术先进性
导弹总体设计是一个探索性、开拓性的创造过程。一枚先进的导弹武器,取决于新技术的采用和系统的合理综合。因此,导弹总体战术技术性能必须是先进的。但是新技术的应用并非越多越好、越新越好。在满足系统战术技术性能要求的前提下,总体设计既要大胆采用新技术,又要充分考虑武器系统的继承性和标准化程度。一个成功的总体设计在于把在一定时间内可以掌握的新技术与经过实践证明有效的成熟技术巧妙地结合起来,形成性能先进、生产中可行、使用可靠、费用合理的武器。
为了在研制中能有效可靠地使用先进技术,应不断地向新的技术领域探索,在中、长期发展战略研究的指导下,及时安排新的预先研究课题,作为新产品设计的贮备。
(二)综合性
导弹武器系统是一个庞大而复杂的工程系统,综合应用多项专业技术领域的成果,各组成部分之间相互配合,形成了整个系统的综合性能。在总体设计中必须充分考虑各个专业技术之间和各个分系统之间的交叉耦合影响,妥善处理这些问题。
在总体设计中往往出现一些相互矛盾的要求,但当某一环节影响到整个武器系统的作战性能时,就需要通过精心设计、进行某些折衷和取舍,使作战使用性能最好。例如陆基机动导弹,为了满足机动性要求,对导弹的尺寸、质量要进行限制,这就影响了导弹的射程和威力,但提高了生存能力;防空导弹武器系统为了扩大有效作战空域,要求相应增加装备数量、单元质量,这就减小了机动性和隐蔽性,从而降低了生存能力。这些矛盾需要采用新技术和综合协调在总体设计中妥善解决。
(三)高可靠性
导弹是一次性使用的高度自动化武器,系统的构成复杂,所处的环境严酷,包含数千、数万以至十万个元器件、焊点、接点,其中任何一个失效都有可能造成整个系统失效,导致战斗失利。因此,可靠性工程对导弹的研制具有十分重要的意义,为实现高可靠度,必须在设计、生产、试验各个环节采取措施。
导弹设计好坏对导弹的可靠性至关重要。一旦设计确定以后导弹的固有可靠性也就随之确定了。因此,在总体设计一开始就要把可靠性作为一项设计指标进行分配,总体和分系统都要进行可靠性设计。
与可靠相关联的还有系统的可维修性,总体设计中从一开始就要建立合理的维修体制,对各个系统提出维修检测要求。
(四)经济性
总体设计要根据武器系统可能装备的数量适时考虑其可生产性,设计要便于投入批量生产,降低成本。衡量武器系统经济性的综合指标是其全寿命期内的效费比。武器系统的全寿命费用包括其研制费、批生产费以及在部队服役期内直至退役的维护修理费。
以上多方面的综合考虑要贯穿于总体设计和试验的始终。随着研制队伍经验的积累以及研制中计算机的广泛应用,有条件从研制工作一开始即全面考虑上述诸因素同时展开各方面的设计工作,它有利于从全局出发进行总体设计,适时协调各部分研制工作,减少返工,提高质量,缩短周期。
三、导弹总体设计的基本内容
导弹总体设计的内容概括起来有三个方面:选择和确定总体方案及性能参数;对分系统提出设计要求并进行技术协调;提出地面及飞行试验要求,参加试验,进行结果分析。总体设计的基本内容如下:
(一)指标论证
1.配合使用部门进行运用分析,对武器进行作战效能分析,就指标的合理性及指标之间匹配性提出分析意见。
2.进行技术可行性分析。
(二)方案设计
在型号研制的方案阶段,总体设计主要进行总体方案设计。
1.选择和确定主要方案。
2.选择总体设计参数。
3.参数计算和分配。
4.提出对各分系统初样设计要求。
5.进行局部方案原理性试验和模型装配。
(三)初步设计
在型号研制初样阶段,进行总体初步设计,为分系统试样设计提供依据。
1.初样总体试验。
2.提出对各分系统试样设计要求。
3.总装模样弹。
(四)试样试验
1.对接与协调试验。
2.地面试车。
3.飞行试验。
(五)设计定型
在定型阶段总体设计主要进行总体设计定型。包括定型鉴定试验、技术指标评定、设计文件定型等。
四、导弹总体设计输出的主要文件
总体设计输出文件主要包括总体设计文件、工厂生产文件、靶场使用文件和定型文件。
总体设计文件分为五类:
(1)武器系统性能和状态类。
(2)结构协调类。
(3)设计计算类。
(4)试验规划类。
(5)分系统设计依据类。
工厂生产文件是产品在工厂制造、总装、测试和出厂的依据,主要文件有:产品配套表;产品(含零、部、组件及总装)图纸及技术条件;工厂测试细则(含控制、遥测、外测安全、动力装置、尾段)等。
靶场使用文件是在靶场进行全弹合练和飞行试验所必需的使用文件,其中包括任务协调、产品交接、转运、装配、测试、加注、瞄准、发射、飞行遥外测及落点勘察等诸过程使用的各类文件资料、完整的全套使用文件名详见《靶场使用文件资料配套表》。
总体定型文件主要包括定型申请报告、导弹定型报告(含战标评定)、导弹质量分析报告和导弹标准化报告。