本书是一本综合性阐还非标设备设计方法的专业性图书，全书共分9章，主要围绕空间推进试验系统相关非标设备的设计思维和理念，从设计输入，系统原理、单机构造、配套选型、自动化控制、布局设计，涂装和造型等方面阐述非标设备的相关设计理论和方法。本书论述了人机工程学，工业产品造型、航天地面设备产品保证、设计成本控制等在非标设计方面的应用，分析了空间飞行器推进系统加注设备的设计方法和策暗，并选取优秀的工程密例，结合相关理论对设计方案进行释义。
本书主要面向从事航天地面设备和其他行业非标设备研制的工程技术人员，也可作为高等院校相关专业师生的参考书。

20世纪末以来，我国航天事业进入了一段高速发展的黄金时期，通过自主创新、系统布局和国际合作，实现了从跟跑到并跑，并在部分领域领跑的历史跨越。其中，上海空间推进研究所先后承担了武器、运载火箭、卫星等空间飞行器，以及以载人航天工程、探月工程、火星探测工程为代表的国家重大工程推进系统研制工作，为我国航天事业作出了突出贡献。随着技术的快速发展，推进系统功能和性能的提升，各类新型推进器、贮箱等技术不断突破，对地面测试和加注等设备也提出了更高的要求。

由于航天推进剂具有剧毒、易燃、易爆、易挥发等特性，使得空间飞行器在实施加注作业的安全性、可靠性方面面临巨大挑战。空间飞行器在发射场实施推进剂加注后即为不可逆状态，出现故障将直接对人员、飞行器、厂房设施等构成严重的安全威胁。在世界航天史上，曾多次发生因推进剂加注设备故障导致推进剂泄漏而产生的燃烧和爆炸，造成人员伤亡和飞行器、设备、设施损毁等重大损失。然而，用于推进剂加注的非标设备研发属于边缘技术，一直以来鲜有相关的技术规范和成熟的设计方法作为技术支撑，在工程实践中大多依靠相互参照或摸着石头过河，采用探索性的设计攻略。

在空间推进试验系统中，推进剂加注设备具有典型非标设备的特征，据此对航天地面非标设备所涉及的相关技术开展研究，规范和优化非标设计的方法及流程，推进航天工程对地面设备的产品保证，控制研制成本、优化节能减排，研制出具有较高安全性、可靠性、适应性的地面设备，为航天试验任务顺利开展提供可靠高效的保障，在当前航天高密度发射任务的新形势下，对推动航天工程的高质量发展具有重要意义。

该书对航天推进剂加注等非标设备研制具有较强的指导作用，有助于专业技术人员更加规范严谨地开展相关设计工作，促进航天配套工程的建设和发展。

第1章绪论1

1.1非标设备定义1

1.2非标设备技术特征1

1.2.1专业性1

1.2.2特殊性1

1.2.3原创性2

1.2.4局限性2

1.3发展非标设计的意义3
第2章设计输入4

2.1设计输入的要求4

2.2研制任务书主要内容5

2.2.1概述5

2.2.2依据文件5

2.2.3设备名称、代号、数量5

2.2.4引用标准5

2.2.5设计原则5

2.2.6主要功能和性能指标6

2.2.7详细技术要求7

2.2.8验收交付7
第3章非标试验系统设计8

3.1设计策划8

3.2设计输出9

3.3需求分析与系统结构11

3.4系统工艺流程和工作原理设计13

3.4.1系统工艺流程设计13

3.4.2分系统工作原理设计14

3.4.3优化设计15

3.5系统设计参数设置21

3.5.1工作压力和流量22

3.5.2管道的通径23

3.5.3压力25

3.5.4设计温度27

3.6系统布局设计30

3.7设备配套与选型38

3.7.1设备配套38

3.7.2设备分类和选型38
第4章单机设备设计45

4.1单机设备功能设计45

4.2配件选型47

4.2.1真空泵选型48

4.2.2阀门选型 51

4.2.3管路配件和接头51

4.3机柜设计55

4.3.1机柜功能55

4.3.2机柜制作57

4.4单机设备配件安装75

4.5设备的自动化控制78

4.5.1硬件设计79

4.5.2软件设计85

4.5.3自动控制的执行装置87

4.6非标设备的人工智能化发展93

4.6.1人工智能概述93

4.6.2人工智能输出的执行96

4.7压力容器及特种设备97

4.7.1容器的材料98

4.7.2容器的容积98

4.7.3容器的工作压力99

4.7.4容器的密封性能99

4.7.5容器的接口100

4.7.6容器的结构100
第5章工业造型设计与人机工程学101

5.1工业造型设计101

5.2产品形态设计102

5.2.1体量102

5.2.2形态103

5.2.3线型104

5.2.4方向与空间109

5.2.5色彩设计109

5.2.6材质运用110

5.3人机工程学设计111

5.4设备包装和运输123
第6章推进剂供应设备研制工程产品保证126

6.1产品保证概述126

6.2 非标设备产品保证管理127

6.2.1对分承制方控制127

6.2.2技术风险识别与控制128

6.3 安全性设计133

6.3.1结构功能安全性134

6.3.2选用安全的材料135

6.3.3制造工艺对产品安全的保证137

6.3.4供配电保障和安全保护控制141

6.3.5设备的安全使用142

6.3.6环境和设施安全保障144

6.3.7预防推进剂中毒150

6.3.8安全迭代功能151

6.4 可靠性设计151

6.4.1非标设备可靠性缺陷的主要原因152

6.4.2提高非标设备可靠性的方法153

6.5适应性、维修性、测试性、保障性等设计155

6.5.1适应性155

6.5.2维修性157

6.5.3测试性158

6.5.4保障性160

6.6产品的交付和验收161

6.6.1出厂验收161

6.6.2产品保证数据包162

6.6.3研制质量总结162
第7章设备研制成本控制163

7.1成本控制的设计原则163

7.2研制中对成本控制的措施164

7.2.1任务书对设计成本的影响164

7.2.2设计方案对成本的控制165

7.2.3测试成本控制167

7.2.4产品保证对成本的控制167
第8章空间飞行器推进系统加注设备168

8.1推进系统加注设备研制的技术条件168

8.1.1推进系统的结构原理168

8.1.2对加注设备的要求168

8.1.3对研制人员的要求171

8.2推进系统贮箱172

8.2.1胶囊式贮箱172

8.2.2金属膜片贮箱173

8.2.3膜盒式贮箱173

8.2.4共底表面张力贮箱173

8.3液体推进剂的特性175

8.3.1甲基肼175

8.3.2无水肼177

8.3.3单推3179

8.3.4四氧化二氮180

8.3.5绿色四氧化二氮182

8.4推进剂加注设备183

8.4.1加注设备的工作原理183

8.4.2加注设备的功能和性能184

8.5加注设备使用的厂房和设施保障202

8.6增压气体在推进剂中的溶解性204

8.7推进剂加注废气处理设备209
第9章工程案例与释义215

9.1概述215

9.2引用标准文件215

9.3技术要求216

9.3.1基本要求216

9.3.2主要设计指标217

9.4 系统方案和配套设计217

9.4.1氧化剂、燃料加注系统工作原理217

9.4.2推进剂转注、加注、清洗、吹除等工艺流程218

9.4.3高低压供配气工作原理221

9.5研制方案222

9.5.1设备布局及设施保障222

9.5.2设备组成224

9.5.3设备方案227

9.6系统安装271

9.6.1安装布局271

9.6.2系统管道271

9.7产品保证275

9.7.1可靠性275

9.7.2安全性276

9.7.3维修性276

9.7.4适应性277

9.7.5测试性278

9.7.6保障性279

9.8指标完成情况280

9.9交付的技术文件281

9.10结论281
参考文献282