弹箭星用电爆阀可靠性验证及评估

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1、第41卷第6期2015年12月火箭推进JOURNALOFROCKETPROPULsIONV01．41．No．6Dec．2015弹箭星用电爆阀可靠性验证及评估黄清伟，袁洪滨，李海(西安航天动力研究所，陕西西安710100)摘要：针对电爆阀可靠性验证及评估难度大、所需试验样本数量多等问题，提出了一种强化试验的小子样可靠性评估及验证方法，对样本观测值利用数理统计方法计算产品的可靠性。经实际应用检验，本方法可以采用较少的试验样本获得较高的可靠性，降低了可靠性试验验证成本，使试验评定成为可能，满足了电爆阀可靠性评估及验证的工程需要。关键词：电爆阀；可靠性验证；可靠性评估中图分类号：V431—34文献

2、标识码：A文章编号：1672—9374(2015)06—0051—04Reliabilityvalidationandassessmentofpyrovalveusedinmissile，rocketandsatelliteHUANGQingwei，YUANHongbin，LIHai(Xi’anAerospacePropulsionInstitute，Xi’an710100，China)Abstract：Aimingatthedifficultyofpyrovalvereliabilityvalidationandassessment，andrequirementoflargenumber

3、ofsamples，asmallsamplereliabilityverificationmethodofstrenuoustestisputforward．Theproductreliabilityiscalculatedwithsampleobservationvaluebymeansofmathematicalstatisticsmethod．Practicalapplicationprovesthatthismethodcanobtainhi【ghreliabilitybyusinglesstestsamples．Itreducedthecostofreliabilitytest，

4、madethetestevaluationpossibleandmettherequirementofengineeringreliabilityassessmentofpyrovalvekywords：pyrovalve；reliabilityvalidation；reliabilityassessment0引言电爆阀广泛用于各类导弹、火箭和卫星中，用以实现控制工作介质的通断。电爆阀的可靠性对于飞行的成败及航天员的安全性至关重要，因而合理确定可靠性验证试验方法，对在定型阶段和批生产阶段电爆阀的研制具有十分重要的意义。电爆阀为一次动作阀门，属于成败型。目前，国内没有统一的标准来评估电爆阀可

5、靠性。如果采用传统的成败型方法对电爆阀的可靠性进行评估，制定可靠性验证方案，需进行大量的抽样电爆试验，花费大量研制时间和巨额的研制经费。由于没有考虑到电爆阀的作动特点，所以评收稿日期：2015一01—15；修回日期：2015—03—20基金项目：国家863项目(2008AA705313)作者简介：黄清伟(1983一)，男，工程师。研究领域为液体火箭推进系统NI'J设计52火箭推进2015年12月估结果比较保守，而且反映不出电爆阀的性能指标。航天系统内主要以少量的拉偏电爆管装药量来定性考核，无法定量给出可靠性指标，同时也不能真实反映电爆管输出爆压变化。法国、美国及俄罗斯等国采用了一种所需试验

6、次数极少的可靠性评定方法，即：加严试验考核方法【l-2]。2002年邵德生提出了基于裕度思想的火工装置的可靠性设计方法，以及减少试验样本的强化试验验证可靠性方法【3】。上述评估方法未考虑电爆阀的产品特点，具有一定的局限性。本文从电爆阀的力学特点出发，提出了一种评估电爆阀可靠性和试验验证的新思路，所提出的方法同样适用于成败型产品的可靠性评定。1电爆阀结构原理典型的电爆阀工作原理如图1所示，通常由电爆管、阀体、活塞一切刀组件、接管嘴一衬套组件以及密封圈组成。工作时电爆管通电，产生高温高压燃气，推动活塞一切刀组件运动，切断接管嘴，并楔紧在阀体锥面上。十茔韬·

7、l觜邑爆图1电爆阀工作原理示意图Fi

8、g．1Workingprincipleofpyrovalve2可靠性模型电爆阀的可靠性是指电爆阀在规定的时间和规定的条件下完成规定任务的能力。电爆阀可靠性可分为点火可靠性、火药爆炸产生爆压可靠性和机构可靠性3部分，三者之间是串联关系，如图2所示。图2电爆阀可靠性框图Fig．2Reliabilityblockdiagramofpyrovaive目前，点火一般采用高可靠电爆管，在置信水平为0．95时，可靠性可达到0．9999