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| 內容簡介： |
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本书由参与我国载人航天、深空探测等重大型号的一线设计师与北京理工大学火工品领域专家联合撰写而成。全书共分9个章节，对航天器火工装置进行了系统性的介绍，总结概括了航天器火工装置的技术内涵、设计理论、空间环境适应性评估、仿真分析、产品保证、试验验证、可靠性评估、系统应用等内容，不仅覆盖了航天器火工装置研制的全周期过程，还涵盖了我国载人飞船、月球探测、火星探测、空间站等国家重大工程取得的最新成果。
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| 關於作者： |
叶耀坤，男，博士，1986年1月出生。主持了我国多个国家重大任务的火工装置与空间机构研制，获得国防科技进步二等奖3次、国家专利40余项，发表学术论文50余篇。
丁锋，男，研究员，1965年12月出生。现任火工专业保证技术专家组组长，总体设计部产品副总工程师，多次获得国防科技进步奖、军队科技进步奖。
穆慧娜，女，1981年7月出生，北京理工大学副研究员。长期从事火工品可靠性理论与技术研究。发表学术论文50余篇，授权专利20余项，出版中/英文专著各1部，英文译著2部，获军队科技进步一等奖1项，国防科技进步二等奖1项。
李晓刚，男，1979年12月出生，北京理工大学助理研究员。长期从事航天器连接解锁装置/传爆序列仿真与设计研究。发表学术论文20余篇，授权专利20余项。
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| 目錄：
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第1章概述1
1.1航天器火工装置的定义1
1.2航天器火工装置的发展历史1
1.3航天器火工装置的分类3
1.4典型航天器火工装置的特点4
1.4.1火工分离螺母4
1.4.2火工锁7
1.4.3爆炸螺栓12
1.4.4火工切割器16
1.4.5电爆阀17
1.4.6火工分离推杆19
1.4.7拔销器20
1.4.8弹射器22
1.4.9非电传爆装置23
1.4.10小火箭27
1.5航天器火工装置发展趋势简述28
参考文献31
第2章一般火工装置设计34
2.1概述34
2.2设计原则34
2.3设计流程35
2.4设计要素38
2.4.1点火器选型38
2.4.2装药设计44
2.4.3执行机构设计45
2.4.4可靠性设计54
2.5一般火工装置设计案例56
2.5.1技术指标56
2.5.2要求分析57
2.5.3原理方案确定57
2.5.4装药设计57
2.5.5连接强度校核58
2.5.6内弹道性能预示计算60
2.5.7分离过程数值仿真62
参考文献68
第3章新型火工装置设计71
3.1概述71
3.2低冲击火工解锁装置设计71
3.2.1技术内涵71
3.2.2基于数据流驱动的降冲击设计方法72
3.2.3设计案例74
3.3高可靠大承载火工连接分离装置设计77
3.3.1技术内涵77
3.3.2高可靠大承载火工连接分离装置设计方法78
3.3.3连接预紧载荷分析方法86
3.3.4非接触式连接预紧载荷标定方法88
3.4耐高温火工装置设计89
3.4.1技术内涵89
3.4.2耐高温火工装置设计要素89
3.4.3设计案例91
3.5强密封火工装置设计94
3.5.1技术内涵94
3.5.2超高压强密封设计方法95
3.5.3强密封火工装置设计案例97
3.6长寿命火工装置设计100
3.6.1长寿命需求100
3.6.2火工装置面临极端环境温度的寿命分析方法101
参考文献106
第4章火工装置空间环境适应性评估109
4.1概述109
4.2火工装置空间极端温度环境下适应性评估方法109
4.3火工药剂性能随温度变化的连续监测方法112
4.4典型火工药剂极端高温环境失效机理113
4.4.1中性斯蒂芬酸铅单质点火药的高温影响机理113
4.4.2镁点火药的高温影响机理115
4.4.3羧甲基纤维素叠氮化铅的高温影响机理117
4.4.4铝点火药的高温影响机理118
4.4.5发射药2/1樟枪药的高温影响机理119
4.5典型火工装置极端温度环境适应性评估案例121
4.5.1极端温度环境失效模式分析121
4.5.2极端温度环境下适应性评估方案122
4.5.3极端空间温度环境下的物理性能适应性评估122
4.5.4极端空间温度环境下的化学性能适应性评估129
4.5.5极端空间温度环境下的爆炸性能适应性评估136
4.5.6极端空间温度环境下的综合评估结论139
参考文献141
第5章火工装置动力学仿真分析143
5.1概述143
5.2火工装置仿真分析软件介绍143
5.3爆轰类火工装置仿真分析方法145
5.3.1仿真流程145
5.3.2参数设置与测试 146
5.3.3有限元建模与分析151
5.3.4输出特性分析155
5.4燃烧类火工装置仿真分析方法157
5.4.1仿真流程157
5.4.2参数设置与测试158
5.4.3数值建模与分析161
5.4.4输出特性分析162
5.5爆轰类火工装置仿真分析算例164
5.5.1火工切割器工作过程仿真164
5.5.2爆炸螺栓解锁工作过程仿真168
5.6燃烧类火工装置仿真分析算例174
5.6.1分离螺母解锁工作过程分析174
5.6.2发射器工作过程分析182
参考文献186
第6章火工装置产品保证与质量管理189
6.1概述189
6.2产品保证通用流程189
6.3产品保证管理189
6.3.1产品保证目标 189
6.3.2对外协供方的控制 193
6.3.3风险分析与控制 194
6.3.4“三类关键特性”控制195
6.3.5产品鉴定状态管理196
6.3.6技术状态管理196
6.3.7产品数据包管理199
6.4产品质量管理202
6.4.1设计和验证管理202
6.4.2原材料质量管理203
6.4.3试验质量管理203
6.4.4产品标识和可追溯性工作203
6.4.5洁净度、污染物、多余物控制 204
6.4.6产品制造、装配质量控制 204
6.4.7检验管理208
6.4.8搬运、贮存、包装、防护质量控制208
6.4.9地面支持设备管理208
6.4.10“十新”管理209
6.4.11质量问题归零管理209
6.5发射场质量状态确认210
参考文献217
第7章火工装置试验验证218
7.1概述218
7.2试验项目218
7.2.1功能试验项目218
7.2.2设计验证试验项目219
7.2.3鉴定检验项目221
7.2.4质量一致性检验项目223
7.3试验方法及典型实例225
7.3.1承载能力试验226
7.3.2作用时间及同步性测试227
7.3.3压力测试228
7.3.4冲击测试229
7.3.5推力测试231
7.3.6组合性能测试232
7.3.7多参量测试233
参考文献235
第8章火工装置可靠性评估与验证236
8.1概述236
8.2火工装置可靠性评估方法237
8.2.1火工元件可靠性评估方法237
8.2.2火工装置过程功能小样本可靠性评估方法244
8.2.3火工装置系统功能小样本可靠性评估方法248
8.3燃气驱动解锁类火工装置可靠性评估方法251
8.3.1单一型号火工装置的可靠性评估方法252
8.3.2不同型号火工装置可靠性的综合验证方法252
8.4爆炸作功类火工装置可靠性评估方法255
8.4.1下规范限L已知的可靠性评估方法255
8.4.2上规范限U已知的可靠性评估方法257
8.4.3上、下规范限（U、L）已知的可靠性评估方法257
8.5火工装置可靠性验证与评估应用实例258
8.5.1火工分离螺母应用实例258
8.5.2火工切割器应用实例259
参考文献263
第9章火工装置典型应用与故障案例266
9.1概述266
9.2星箭连接分离系统应用266
9.2.1爆炸螺栓式星箭连接与分离机构267
9.2.2包带式星箭连接与分离机构269
9.3设备与星体连接解锁系统应用272
9.3.1基于火工切割器的压紧释放系统272
9.3.2基于分离螺母的压紧释放系统273
9.4舱段/器间连接分离系统应用275
9.4.1解锁同步性特性分析275
9.4.2分离运动特性分析277
9.4.3分离姿态仿真分析279
9.4.4舱段连接分离系统典型应用案例282
9.5国内外航天器典型应用特征对比分析297
9.6典型火工装置故障案例302
9.6.1典型结构强度失效案例303
9.6.2典型密封失效案例306
9.6.3典型环境适应性失效案例309
参考文献316
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| 內容試閱：
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航天器火工装置具有重量轻、体积小、比能量(能量/质量)大等突出优点，已广泛应用于世界航天器60余年，如今已发展成为人类航天器上不可或缺的重要组成部分，且关系着航天器任务的成败。
自1957年10月苏联成功发射世界上第一颗人造地球卫星开始，人类先后经历了苏联东方号系列载人宇宙飞船、美国阿波罗载人飞船以及苏联和平号空间站等航天大发展时期。这也催生了航天器火工装置的大发展，例如，阿波罗载人飞船应用了约300个火工装置，是人类使用火工装置数量最多的航天器之一。美国在该工程基础上围绕航天器火工装置形成了大量的专著、规范、标准，例如《阿波罗飞船火工系统分析报告》《NASA 空间机构手册》等针对火工装置进行了专门论述。这不仅成为世界各国航天器发展的宝贵文献，也是我国航天器发展的重要参考资料。
我国自1970年成功发射东方红一号卫星开始至今，航天器火工装置经历了三个重要发展时期：第一个时期是20世纪80年代，研制了以爆炸螺栓火工装置为基础的包带式星箭连接解锁装置，并随东方红二号卫星实现了首飞，这也是我国航天器火工装置发展的起点；第二个时期是20世纪90年代，随着我国神舟载人飞船工程研制任务的深入，形成了火工切割器、火工机构锁、火工分离推杆、火工弹射器、电爆阀等多种多样的航天器火工装置，载人飞船也应用了近100个火工装置，引领了我国航天器火工装置的第一个发展高峰期；第三个时期是21世纪初，在我国嫦娥系列月球探测器、天问一号火星探测器、空间站、高分卫星等多个国家重大型号任务牵引下，形成了以火工分离螺母、耐高温火工切割器、拔销器等为代表的轻巧型航天器火工装置，并得到了大范围的推广应用，例如，嫦娥五号月球探测器应用了近120个火工装置。
本书结合航天器特殊的空间环境以及特定的需求，区别于已有的武器系统、运载火箭系统相关的火工装置著作，总结并概括了我国40年来航天器火工装置发展形成的重要成果，对航天器火工装置技术进行了系统性的介绍，阐述了航天器火工装置的技术内涵、理论设计、空间环境适应性评估、仿真分析、生产质量管理、试验验证、可靠性评估、系统应用等内容，不仅覆盖了航天器火工装置研制的全周期过程，还涵盖了我国载人飞船、月球探测、火星探测、空间站等国家重大工程取得的最新成果。
本书由参与我国载人航天、深空探测等重大型号的一线设计师与北京理工大学火工品领域专家联合撰写而成。全书由叶耀坤拟定大纲、统稿；第1章由叶耀坤、丁锋撰写；第 2章由叶耀坤撰写；第3章由叶耀坤、丁锋、董海平撰写；第4章由叶耀坤、穆慧娜撰写；第5章由李晓刚、穆慧娜撰写；第6章由丁锋、叶耀坤、罗毅欣撰写；第7章由叶耀坤、穆慧娜、毕文辉撰写;第8章由穆慧娜、董海平撰写；第9章由叶耀坤、孙国鹏、李委托撰写。在编写过程中，硕士生张叶舒、孙嘉琳、曾晓云同学承担了参考文献的整理工作，在此对他们的辛勤劳动表示感谢。
本书涉及的相关研究得到了北京理工大学，兵器474厂、804厂、213所与航天111厂、508所、692厂等单位的大力支持；本书编写过程中得到了北京理工大学严楠教授，中国空间技术研究院肖涛研究员、李潇研究员、杨建中研究员、史文华研究员以及哈尔滨工业大学刘荣强教授、姜生元教授的指导，在此向上述单位与专家致以诚挚的谢意。
特别感谢中国空间技术研究院杨孟飞院士和北京理工大学严楠教授在本书出版过程中给予的大力支持；特别感谢航天科技图书出版基金与中国空间技术研究院总体设计部的资助。
本书力求使读者全面、系统地了解航天器火工装置设计、分析、制造及试验的基本流程与方法，便于本领域技术人员在型号研制过程中借鉴和参考，可作为该领域工程技术人员的工作参考书，亦可作为相关专业本科生和研究生培养的参考教材。希望本书的出版对推动我国航天器火工装置技术的发展与应用发挥积极作用。
限于作者水平，书中的缺点错误和不尽人意之处在所难免，热切期待读者的建议、批评和指正。
叶耀坤
2024年8月
于北京航天城
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