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航天器发射技术-水平分级运输发射方案(5.3.1)

时间:2023-07-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:我国3个航天发射场过去一直采用这种发射方案。这种发射方案对航天器的结构设计没有特别的要求,测试操作和产品出厂前基本一致,无须建造昂贵的垂直总装厂房和活动发射平台。

航天器发射技术-水平分级运输发射方案(5.3.1)

这种发射方案是指运载火箭在技术区火箭准备厂房内水平测试完成后,分级(包括助推器)分别运往发射区,在发射台上用勤务塔上的吊车进行垂直组装、测试,然后与航天器对接,再进行联合测试,加注发射。我国3个航天发射场过去一直采用这种发射方案。这种发射方案对航天器的结构设计没有特别的要求,测试操作和产品出厂前基本一致,无须建造昂贵的垂直总装厂房和活动发射平台。

这种发射方案的主要缺点是:从技术区到发射区后,运载火箭和航天器的状态发生了变化,水平测试和垂直测试结果缺乏重现性,发射区需要进行重复测试,发射工位占用时间长,增加了发射的运行费用,限制了发射能力的提高;发射工位的环境条件较差,影响了操作和测试的质量,发射安全性和可靠性降低。这种发射方式在我国3个航天发射场又分别采用了3种不同的组合形式。

1.龙门式勤务塔双工位组合形式

酒泉卫星发射中心2号发射场地采用这种形式(图5.7)。龙门式勤务塔(以下简称勤务塔)沿重型轨道作直线运动,轨道两端各设一个脐带塔,分别和勤务塔配合,形成两个发射工位,两个发射工位相距400 m。勤务塔完成运载火箭和航天器的吊装对接、测试,脐带塔完成加注和发射。两个发射工位可以分别设置加注系统和指挥系统,也可共用一套指挥系统和加注、供气系统。

这种组合方式的特点是:

(1)两个发射工位可以发射不同型号的运载火箭和航天器。

(2)当其中一个发射工位发生事故,脐带塔被毁时,勤务塔和另一发射工位还能继续工作,不会中止发射。

(3)可以在短时间内连续发射两枚运载火箭。

图5.7 龙门式勤务塔双工位组合

(4)勤务塔两面开口,封闭困难,塔内操作环境差,发射可靠性降低。

2.Π型勤务塔单工位组合形式

西昌卫星发射中心2号发射工位采用这种形式。移动式Π型勤务塔具有遮风挡雨的作用,它和脐带塔组合成一个检查测试工作区(图5.8),塔上设有桥式起重机,可以完成运载火箭芯级及助推器组装、有效载荷吊装和罩-星-箭结合和测试等任务,运载火箭加注前勤务塔撤离一段距离,脐带塔继续完成低温推进剂加注、临射前检查和发射任务。

这种组合方式的特点是:

(1)勤务塔和脐带塔可组合成一个发射工位。

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图5.8 Π型勤务塔和脐带塔组合

(2)勤务塔可以形成一个密封性较好的空间,塔内工作环境较龙门式勤务塔好。

(3)加注时,勤务塔撤离一段距离,安全性较好。

(4)勤务塔结构复杂,造价高。

(5)脐带塔上需设加注工作平台,塔的结构不能充分简化。

由于Π型勤务塔和脐带塔之间有摆杆穿过,结合面不能达到良好的密封。因此,印度斯里哈里科塔发射场“PSLV”发射工位采用了一种改进方案,将运载火箭和脐带塔全部包容在勤务塔内,勤务塔完成运载火箭和有效载荷的装配、测试、检查、加注等任务,发射前撤离到175 m以外。在这种改进形式中,星-箭测试环境能得到更好的保证。脐带塔上由于不设固定平台、活动平台、电梯、爬梯等,塔的结构可以充分简化。但由于勤务塔内部空间增大,塔的质量增大,结构相对复杂。

3.双塔制固定工作塔形式

太原卫星发射中心7号发射工位、西昌卫星发射中心3号发射工位、酒泉卫星发射中心新建2号发射工位都是采用这种形式。固定工作塔既是勤务塔,又是脐带塔,塔顶部设悬臂吊车,塔两侧设有大型封闭式回转工作平台,两侧平台围合起来形成的空间,可以满足运载火箭和航天器的操作要求,回转平台合拢时为测试准备状态,回转平台打开时为发射状态。固定塔靠近运载火箭一侧设有电缆摆杆,因此固定塔即完成脐带塔的功能,加注、供气、消防等系统全部集中在塔内(图5.9)。一个固定工作塔可以完成火箭和航天器的吊装对接,脱插连接,测试检查,加注、供气,发射任务。

图5.9 双塔制固定工作塔

这种组合方式的特点是:

(1)一个固定工作塔完成发射阵地的全部工作,极大地简化了发射阵地,造价最低。

(2)两侧回转平台合拢后,可为航天器形成一个封闭区,基本满足测试检查的要求。

(3)固定工作塔的结构比脐带塔复杂,且不能撤到安全区外,发生事故时,恢复建设及重新组织发射的周期长。

(4)固定工作塔很难保证良好的密封,塔内工作环境较差,大回转平台抗大风能力差。

(5)运载火箭和航天器在发射工位上占位时间较长,发射频率较低。

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