Роль испытаний в процессе создания ЛА

Современные ЛА — это сложные и дорогостоящие инженерные кон­струкции, эффективность использования которых во многом опреде­ляется их надежностью.

Обеспечение надежности в процессе создания ЛА заключается в выявлении и устранении допущенных при разработке причин, при­водящих к отказам, а также в организации условий производства и эксплуатации ЛА, которые исключили бы появление новых причин отказов. Таким образом, отказы в функционировании ЛА и его эле­ментов связаны с ошибками проектно-конструкторских разработок, технологии изготовления и эксплуатации.

Устранение ошибок и недоработок проектно-конструкторского ха­рактера осуществляется в процессе различных испытаний агрегатов и систем, отсеков и ракетных блоков ЛА.

Экспериментальная отработка полностью собранного аппарата в ходе летно-конструкторских испытаний (ЛКИ) является наиболее информативной операцией, но и наиболее дорогостоящей. Поэтому ЛКИ дополняются большим объемом наземных комплексных и авто­номных испытаний отдельных узлов, агрегатов, отсеков ЛА, причем эти испытания выполняются на всех этапах разработки конструкции и конструкторской документации.

Экспериментальные исследования и отработка конструкций имеют своей целью разработку и уточнение методик расчета, их экспери­ментальное подтверждение. Эти исследования обычно выполняются на моделях в широком диапазоне варьируемых параметров конструк­ции. Модели изготавливают в уменьшенном масштабе, конструк­тивно подобными натурной конструкции. Элементы, не существен­ные для прочности и жесткости, не воспроизводятся.

Указанные испытания нужны при разработке и внедрении новых конструктивно-силовых схем, конструкционных материалов, техно­логических процессов и т. д. В результате экспериментальных иссле­дований подтверждаются фактические характеристики и работоспо­собность отсеков и агрегатов. Обязательным условием при испытаниях конструкций является обеспечение реальных условий заделки торцов. В экспериментальной сборке должны быть установлены все конст­руктивные элементы, влияющие на прочность и жесткость (привар­ные элементы., местные вырезы, конструктивные надстройки). Дан­ная группа исследований включает статические и динамические испытания отдельных узлов, агрегатов и отсеков, испытания тепло­изоляционных и теплозащитных покрытий.

В процессе статических испытаний:

• определяют истинные значения прочностных и жесткостных характеристик с учетом всех особенностей конструкции, тех­нологии и материалов;

• подтверждают принятые в расчетах значения коэффициентов безопасности и результаты расчета напряженного состояния и жесткости конструкции при эксплуатационных нагрузках или указывают на ошибочность используемых в конструкции узлов и агрегатов решений;

• выявляют на основании анализа результатов разрушающих ис­пытаний истинные причины разрушения конструктивных эле­ментов;

• выявляют в результате анализа напряженного состояния и де­формаций элементы и узлы недостаточной и избыточной проч­ности.

Динамические испытания проводят для различных конструктив­ных элементов с целью получения значений обобщенной жесткости и коэффициентов демпфирования, проверки усталостной прочнос­ти, исследования поведения конструкций в условиях нестационарно­го нагружения.

В результате выполненного комплекса исследований уточняется конструктивное исполнение, корректируется конструкторская доку­ментация, определяются фактические значения массовых характери­стик отсеков и агрегатов и дополняются или изменяются требования к производству.

После завершения разработки конструкторской документации продолжают экспериментальную отработку конструкций ЛА и техно­логии их производства. Для этого изготавливается определенное чис­ло натурных отсеков и агрегатов для прочностных испытаний, отра­ботки технологии, проверки отдельных систем на функционирова­ние и т. д. Задачи отработки на этом этапе те же, что и на предшествующем, но носят контрольный характер (конструкторско — доводочные испытания — КДИ). По результатам КДИ вносятся из­менения в конструкторскую документацию, корректируются харак­теристики отсеков и ЛА в целом, уточняется технологическая документация на изготовление летных образцов ЛА.

Летно-конструкторские испытания — завершающий этап созда­ния ЛА, на котором окончательно устраняются все недоработки и уточняют тактико-технические характеристики ЛА. Анализ данных ЛКИ не только подтверждает правильность принятых решений и вы­являет слабые места, но и позволяет оценить резервы, заложенные на предшествующих этапах работы.

В условиях серийного производства качество изготовления кон­струкций обеспечивается выполнением требований чертежа. Однако прямой контроль не всегда возможен или весьма затруднен. Кроме того, в процессе изготовления агрегатов и отсеков могут появиться скрытые дефекты в результате воздействий, не оговоренных техноло­гическим процессом. Поэтому для ответственных и сильно нагру­женных узлов и отсеков в процессе их изготовления предусмотрены методы контроля прочности: опрессовка каждого отсека и контрольно­выборочные испытания до разрушения узла или отсека.

Опрессовочные испытания характеризуют работоспособность кон­струкции без ее разрушения при нагрузке, несколько превышающей эксплуатационную (рэ): р^^ = (1,15…1,25)рэ, где рШХф — давление гидроопрессовки герметичных отсеков (приборных отсеков, топ­ливных баков).

При контрольно-выборочных испытаниях (КВИ) отдельные экзем­пляры узлов (отсеков) доводятся до разрушения, поэтому при этих испытаниях можно оценить запас прочности. Данные испытания не являются непосредственной проверкой прочности каждого конструк­тивного элемента, но они гарантируют, что при стабильном техно­логическом процессе коэффициент безопасности, заложенный в кон­струкции, будет реализован.

Различают контрольно-выборочные испытания от партии, пери­одические и установочные. Испытаниям от партии подвергаются от­дельные детали и простые сборки (болты, тяги и т. д.) от одной до нескольких штук из партии. Периодическим испытаниям подвергают­ся сравнительно сложные конструктивные элементы (узлы, отсеки) для подтверждения стабильности технологического процесса во вре­мени. Установочные испытания проводят в том случае, когда произ­водство изделия возобновляется после продолжительного перерыва либо принципиальных изменений технологии изготовления, а также если изготовление конструкции осуществляется по документации и технологическим процессам, освоенным на другом предприятии.