某型火箭彈橫向射擊密集度分析及控制措施

母文詞，黎春明

（重慶長(zhǎng)江特種裝備有限公司，重慶 402468）

0 引言

射擊密集度是野戰(zhàn)火箭彈的一項(xiàng)重要的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)，也是考核制造質(zhì)量能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的一個(gè)重要項(xiàng)目。方法是在一批產(chǎn)品中抽取一組樣本進(jìn)行射擊試驗(yàn)，測(cè)量其彈著點(diǎn)座標(biāo)，計(jì)算出射擊密集度，并以此推斷該批產(chǎn)品射擊密集度是否合格。

某型火箭彈是我國(guó)仿制的一種制式野戰(zhàn)火箭彈，是一種用定向管發(fā)射的尾翼穩(wěn)定、低速旋轉(zhuǎn)的火箭彈，其射擊密集度圖定驗(yàn)收指標(biāo)為：縱向≤1/165，橫向≤1/75。隨著生產(chǎn)量的增大，該彈在靶場(chǎng)驗(yàn)收試驗(yàn)中橫向射擊密集度（以下簡(jiǎn)稱(chēng)橫向密集度）不穩(wěn)定的問(wèn)題日益暴露出來(lái)，不時(shí)發(fā)生橫向密集度低于圖定指標(biāo)的情況。因此，如何解決該火箭彈橫向密集度超差問(wèn)題，成為了一個(gè)重大課題。

1 火箭彈橫向密集度影響因素分析

火箭彈橫向密集度影響因素較多。某型火箭彈是國(guó)外的成熟產(chǎn)品，有關(guān)資料顯示其橫向密集度為1/122（高于我國(guó)指標(biāo)）。從設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)構(gòu)造上來(lái)看，能保證圖定的橫向密集度要求。因此，本文重點(diǎn)從制造角度、火箭彈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、試驗(yàn)條件和試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等方面進(jìn)行分析。

1.1 靶場(chǎng)試驗(yàn)橫向密集度數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析

最初生產(chǎn)的46 批次火箭彈靶場(chǎng)試驗(yàn)，雖然縱向密集度全部合格，但橫向密集度共有7 個(gè)批次低于1/75 的圖定指標(biāo)，最低僅為1/55，且每年至少有1 個(gè)以上的批次發(fā)生問(wèn)題。橫向密集度數(shù)據(jù)分類(lèi)統(tǒng)計(jì)如表1 所示。

表1 火箭彈各次試驗(yàn)橫向密集度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

統(tǒng)計(jì)顯示，橫向密集度達(dá)到圖定1/75 以上的有39 批（組），沒(méi)有達(dá)到的有7 批（組），占總數(shù)的15.2%，最好的組達(dá)到1/210，最差的組僅為1/55，高低相差3.82 倍。為計(jì)算和分析簡(jiǎn)便，假設(shè)每次試驗(yàn)的平均射程為20 000 m，橫向密集度換算為方向中間偏差，根據(jù)表1 的數(shù)據(jù)可以做出直方圖，如圖1 所示。

圖1 各次試驗(yàn)橫向密集度直方圖

從圖1 可以直觀看出，火箭彈橫向密集度的分布不是一個(gè)正常的正態(tài)分布，分布的極差較大，左右兩邊不對(duì)稱(chēng)，且偏低的左邊出現(xiàn)頻數(shù)大。經(jīng)計(jì)算，橫向密集度的散布中心為1/103.6（207.2 m），散布的標(biāo)準(zhǔn)偏差為61.2 m。散布中心到規(guī)定的界限值僅為標(biāo)準(zhǔn)偏差的0.98 倍。在這種質(zhì)量水平下，出現(xiàn)橫向密集度不合格的概率是很大的。因此可以推論，有異常因素導(dǎo)致偏離設(shè)計(jì)的質(zhì)量特性，造成這一重要指標(biāo)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

1.2 火箭彈結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析

從火箭外彈道學(xué)得知，方向散布的標(biāo)準(zhǔn)偏差Ez計(jì)算公式為：

式中：X為火箭彈射程，θk為主動(dòng)段終點(diǎn)彈道切向傾角，ψk為主動(dòng)段終點(diǎn)火箭彈的角散布。

影響主動(dòng)段終點(diǎn)角散布的因素是多方面的，但一般認(rèn)為主要影響因素有3 個(gè)：1）起始擾動(dòng)；2）推力偏心；3）陣風(fēng)。

根據(jù)彈道波動(dòng)段的擺動(dòng)理論，在火箭彈的被動(dòng)段，引起方向散布的主要因素也不容忽視，這就是火箭彈外形不對(duì)稱(chēng)、質(zhì)心偏移、陣風(fēng)等。

由此可見(jiàn)，在設(shè)計(jì)已定的前提下，大多數(shù)因素都與火箭彈制造質(zhì)量有關(guān)，少數(shù)因素則與試驗(yàn)條件緊密相連。

從某型火箭彈結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)分析，該彈采用了折疊式尾翼結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了同口徑定向管發(fā)射。其彈穩(wěn)定裝置結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，由尾翼架、翼片、翼片軸、同步環(huán)、支持塊、彈簧、固定圈等零件組成，尾翼的同步展開(kāi)及展開(kāi)后的形狀是影響火箭彈起始擾動(dòng)和火箭彈外形對(duì)稱(chēng)的重要因素。而在火箭彈的推力系統(tǒng)中，由于采用了前后燃燒室和前后兩段裝藥結(jié)構(gòu),前后燃燒室、戰(zhàn)斗部、前后段、噴管的同軸度、中心噴孔與火箭彈軸的偏差都將影響到火箭彈的推力偏心。

1.3 彈尾零部件質(zhì)量影響分析

彈尾由噴管前、后段，噴管、穩(wěn)定裝置組成，根據(jù)火箭彈特點(diǎn)分析：其零部件的質(zhì)量特性與火箭彈的橫向密集度有著直接的關(guān)聯(lián)?？刂七@些質(zhì)量特性是保證火箭彈橫向密集度的基礎(chǔ)。初期生產(chǎn)中，由于對(duì)某些零件質(zhì)量特性的重要性認(rèn)識(shí)不足，在執(zhí)行產(chǎn)品圖和技術(shù)條件時(shí)，未能發(fā)現(xiàn)質(zhì)量特性的偏離，影響了產(chǎn)品的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能。

1.4 試驗(yàn)條件的影響

火箭彈的密集度試驗(yàn)本身具有隨機(jī)性和偶然性，往往一發(fā)彈偏離彈著點(diǎn)群，就會(huì)造成一組彈的密集度指標(biāo)超差。試驗(yàn)條件對(duì)火箭彈密集度的影響很大。在試驗(yàn)過(guò)程中主要的影響因素有：射擊的瞄準(zhǔn)、火箭炮定向管、氣候條件（如：陣風(fēng)、風(fēng)速、風(fēng)向等）。

2 質(zhì)量控制的思路

根據(jù)對(duì)影響火箭彈橫向密集度因素的分析，工廠(chǎng)從主要因素出發(fā)，提出了質(zhì)量控制的基本思路。

1）建立健全質(zhì)量保證體系，貫徹執(zhí)行有關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量管理?xiàng)l例，制定完善質(zhì)量控制程度文件，從生產(chǎn)、檢驗(yàn)、裝配到試驗(yàn)的全過(guò)程，對(duì)人員、工藝、設(shè)備、材料、外協(xié)件和環(huán)境等因素進(jìn)行全面的控制，保證和穩(wěn)定產(chǎn)品及零部件質(zhì)量。

2）在嚴(yán)格貫徹執(zhí)行產(chǎn)品圖、技術(shù)條件和工藝規(guī)程的基礎(chǔ)上不斷總結(jié)生產(chǎn)過(guò)程的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，提高對(duì)產(chǎn)品圖、技術(shù)條件的理解，分析零部件質(zhì)量特性對(duì)橫向密集度影響程度和作用方式，有針對(duì)性地采取控制措施，保證加工精度的一致性。

3）以保證產(chǎn)品及零部件符合產(chǎn)品圖、技術(shù)條件為基礎(chǔ)建立產(chǎn)品內(nèi)控質(zhì)量指標(biāo)體系，對(duì)能影響產(chǎn)品橫向密集度的產(chǎn)品及零部件的質(zhì)量特性，建立高于圖定指標(biāo)的內(nèi)控質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

4）及時(shí)總結(jié)質(zhì)量控制的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題和矛盾，采取相應(yīng)的解決辦法和措施。

3 質(zhì)量控制措施

3.1 對(duì)零部件質(zhì)量特性的控制

3.1.1 尾翼架質(zhì)量特性的控制

該彈尾翼架采用四槽傾斜、焊接結(jié)構(gòu)，是火箭彈穩(wěn)定裝置中最重要的零件，其與翼片相配合部位的尺寸、形位精度等質(zhì)量特性直接關(guān)系到穩(wěn)定裝置展開(kāi)后的形狀，關(guān)系到火箭彈外形的對(duì)稱(chēng)性，是影響火箭彈橫向密集度的重要因素。

1）質(zhì)量特性一：尾翼架上同列支持塊槽的共面度。尾翼架上同列支持塊槽如不在一平面內(nèi)，導(dǎo)致翼片裝配位置錯(cuò)位，引起不對(duì)稱(chēng)，給全彈橫向密集度造成很大的負(fù)面影響?？刂品椒ǎ海?）對(duì)支持塊槽共面度進(jìn)行100%檢驗(yàn)；（2）把該工序列為關(guān)鍵工序，對(duì)人、機(jī)、料、法、環(huán)等進(jìn)行全面控制。

2）質(zhì)量特性二：尾翼架支持塊槽的寬度。支持塊在焊接和鉸孔后，部分產(chǎn)品槽寬度形狀尺寸改變。裝配修銼使支持塊槽寬進(jìn)一步加大，導(dǎo)致翼片入槽后產(chǎn)生松動(dòng)、位置變化，影響火箭彈的起始擾動(dòng)和外形對(duì)稱(chēng)性?？刂品椒ǎ海?）采取工藝措施，減小焊接變形；（2）增加檢查支持塊槽的槽寬樣板，對(duì)8 個(gè)支持塊槽寬進(jìn)行100%檢驗(yàn)，有效地控制支持塊槽寬度。

3.1.2 翼片質(zhì)量特性的控制

翼片是火箭彈尾翼裝置的重要零件，其形狀的一致性直接影響火箭彈外形對(duì)稱(chēng)性，翼片與尾翼架配合的尺寸將直接影響穩(wěn)定器的裝配質(zhì)量，兩者均會(huì)對(duì)火箭彈橫向密集度造成一定的影響。

1）質(zhì)量特性一，翼片形狀的一致性。翼片形狀較為復(fù)雜，工藝上靠成型模具保證，無(wú)法用普通的計(jì)量?jī)x器進(jìn)行檢測(cè)，只能通過(guò)與尾翼架模型配合后用檢驗(yàn)筒來(lái)判定合格與否。由于翼片材質(zhì)、熱處理參數(shù)的差異，以及模具調(diào)整等因素影響，翼片的形狀一致性得不到可靠保證?？刂频姆椒ǎ海?）運(yùn)用管理措施，實(shí)行嚴(yán)格的批次管理，規(guī)定同一爐號(hào)，用調(diào)整好的模具當(dāng)班壓制成型的翼片編為一批；（2）裝配時(shí)，同一彈尾只能裝同一批次翼片，從而有效保證火箭彈上的4 個(gè)翼片形狀的一致性。

2）質(zhì)量特性二，翼片2－φ5 孔中心線(xiàn)至翼片根部平面的距離。該尺寸在翼片零件圖上為鉸孔后自然形成的尺寸。但該尺寸對(duì)翼片與尾翼架的裝配有較大的影響，易造成翼片入槽困難，影響穩(wěn)定器的對(duì)稱(chēng)性?？刂妻k法：（1）通過(guò)計(jì)算分析和實(shí)驗(yàn)，確定尺寸的控制范圍；（2）對(duì)鉸孔夾具進(jìn)行調(diào)整，將加工出的翼片進(jìn)行測(cè)試，達(dá)到控制尺寸中限后成批生產(chǎn)。

3.1.3 彈尾裝配質(zhì)量特性的控制

彈尾是實(shí)現(xiàn)火箭彈飛行穩(wěn)定性的部件，也是火箭彈推力系統(tǒng)的主要部件。它是彈尾各零部件功能的集合體，其裝配質(zhì)量直接影響火箭彈的橫向密集度，必須對(duì)裝配過(guò)程和質(zhì)量特性進(jìn)行控制，除嚴(yán)格按產(chǎn)品圖、技術(shù)條件要求進(jìn)行生產(chǎn)和檢驗(yàn)外，采取內(nèi)控措施，加強(qiáng)質(zhì)量特性控制。

1）穩(wěn)定器裝配，只能采用同一成型批次的翼片，以保證彈尾上的4 片翼片的一致性。

2）對(duì)彈尾中的前段螺紋對(duì)中心噴孔同軸度進(jìn)行從嚴(yán)控制，檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)縮小0.1 mm，提高裝配精度。

3.2 靶彈狀態(tài)的控制

對(duì)靶彈狀態(tài)的控制主要包括：1）在執(zhí)行產(chǎn)品圖和技術(shù)條件規(guī)定的前提下，對(duì)抽取靶料的質(zhì)量狀態(tài)、質(zhì)量特性進(jìn)行詳盡的檢查和記錄，以便追蹤和分析；2）由驗(yàn)收人員、檢驗(yàn)、工藝技術(shù)人員對(duì)靶彈裝配全過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控。

3.3 試驗(yàn)過(guò)程的監(jiān)督控制

1）發(fā)射前的檢查。試驗(yàn)彈經(jīng)長(zhǎng)途汽車(chē)運(yùn)輸，質(zhì)量特性可能發(fā)生變化，參試人員應(yīng)參與試驗(yàn)彈的最后檢查和測(cè)試，并記錄檢查的各種數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)和排除異常情況。

2）試驗(yàn)條件控制。嚴(yán)格執(zhí)行驗(yàn)收射擊試驗(yàn)守則，對(duì)試驗(yàn)條件和試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行有效控制，保證試驗(yàn)?zāi)苷鎸?shí)反映產(chǎn)品質(zhì)量水平。

4 質(zhì)量控制效果

通過(guò)采取上述質(zhì)量控制措施，某型火箭彈橫向密集度偏低問(wèn)題得到了有效解決。從后期生產(chǎn)的27 批次的靶場(chǎng)驗(yàn)收試驗(yàn)來(lái)看，每批的橫向密集度均高于圖定要求，其中有25 批產(chǎn)品的橫向密集度超過(guò)了優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的≤1/85的要求，占全部產(chǎn)品批次的92.6%；如圖2 及表2 所示。

圖2 27 批次靶場(chǎng)試驗(yàn)橫向密集度直方圖

經(jīng)計(jì)算橫向散布＝1/121（165.3 m），標(biāo)準(zhǔn)偏差為45.3 m，比以前減小26%，橫向密集度呈正態(tài)分布，橫向密集度得到了很大提高。

表2 采取措施前、后橫向密集度數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)對(duì)比

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)采取質(zhì)量控制措施前后兩個(gè)時(shí)期某型火箭彈試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的對(duì)比，可以看出橫向密集度提高的效果明顯，證明所運(yùn)用的質(zhì)量控制手段和方法，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量特性及相關(guān)因素的控制有效，在解決該彈長(zhǎng)期以來(lái)存在的橫向密集度偏低問(wèn)題上起到了決定性作用。