火箭地面設備

火箭地面設備

專用技術設備和通用技術設備。專用技術設備包括:運輸設備、起重裝卸設備、裝配對接設備、地面供電設備、地面檢測和發射用電氣設備、自動控制設備、推進劑貯存和加注設備、廢氣和廢液處理設備、發射勤務設備、遙控和監控設備、測量和數據處理設備。通用技術設備有:動力、通信、氣象、計量、給排水、供氣、消防、修理等設備。固體火箭的太空飛行器發射場設有專門的固體火箭裝配廠房及其輔助設施。太空梭發射場,還設有軌道器返回著陸設施(如跑道和其他著陸設施),設有軌道器檢修、裝卸載荷、有毒燃料處理等設施和設備,以便修整後重複使用。

組成

航天基地

火箭地面設備 火箭地面設備

航天基地是運載火箭和太空飛行器進行試驗、發射和回收的基地。航天基地一般由三部分構成。

①首區(發射場區),是一個大型的綜合性航天發射場。它包括實施發射所需的一切地面設備和設施。從地理位置上說,最好選在低緯度地區,以便發射時儘量利用地球自轉切線速度(在赤道處此切線速度為463m/s),並應選擇空曠無人或少人居住的地區,以保證安全。

②航區泛指飛行航跡在地球表面投影線所經過的地區,也指運載火箭所經的空域(飛行走廊),還包括多級火箭級間分離後,已脫離火箭的墜落區。在航區要設定一定數量測控站,對運載火箭和太空飛行器進行連續跟蹤、測控。航區應儘可能避開人口稠密地區。

③落區(回收區)一般是指飛彈試驗時彈頭再入大氣層後的著地點或太空飛行器返回時的著陸、水上濺落或回收作業區;對多次使用的太空梭,落區則是一個可供著陸的機場。
世界上幾個著名航天基地(太空飛行器發射場是:前蘇聯的拜科努爾發射場(北緯46°),美國的甘迺迪航天中心(北緯28°30’)和東部航天和飛彈試驗中心(北緯28°28‘),法國的蓋亞那航天中心(又稱庫魯發射場,北緯5°14‘),中國的酒泉衛星發射場(北緯42°)和西昌衛星發射中心(北緯28°)。

太空飛行器發射場

火箭地面設備 火箭地面設備

用於運載火箭和太空飛行器試驗和發射的專門場區,包括測試區、發射區、發射指揮控制中心、綜合測量設施、勤務保障設施和管理服務部門。測試區是進行技術準備的專用區,有運載火箭和太空飛行器裝配、檢測和試驗用的全套設施。運載火箭和太空飛行器由工廠運送到發射場後,首先要在此進行檢查、裝配和測試;合格的火箭和飛行器,才轉移至發射區。

發射區是具有發射設施和發射功能的專門區域,一般有發射裝置、發射控制室、加注、供氣、供電、消防、瞄準等系統。在發射區的主要工作有:將運載火箭垂直地安裝在發射台上,對接衛星或其他太空飛行器,將地面電纜、氣、液管路與火箭和太空飛行器連線,對火箭和太空飛行器各個分系統進行檢測和綜合模擬試驗,加注推進劑和充壓縮氣體,最後發射。

發射指揮控制中心是對太空飛行器發射全過程實施指揮、監控和管理的機構,由發射控制室、指揮控制室、安全控制室、計算中心和設備保障室等組成。

監測運載火箭和太空飛行器各系統工作狀況的綜合設施包括計算中心、航區測控站和測量船等。測控站和測量船布設在運載火箭和太空飛行器飛行航區的沿線。測控站套用各種測量手段,獲得火箭和太空飛行器的軌道參數、遙測信息、電視圖像並傳送給指揮控制中心,經處理、顯示、判斷,然後傳送到航天控制中心,再輸回各測控站的計算機中。指揮控制中心可根據所得信息數據及時作出決策。

太空飛行器發射場和測控中心

為了發展我國的航天事業,在研製運載火箭的同時,開始籌建太空飛行器發射場和測控中心與測控站。

1.酒泉衛星發射場
酒泉衛星發射場是中國科學試驗衛星發射場,位於甘肅省酒泉東北的戈壁灘上,是運載火箭、科學試驗衛星的發射基地。1970年曾在該發射場發射了我國第一顆人造地球衛星,1971年在此進行了我國第一枚洲際火箭的發射試驗,1975年在此發射了一顆返回式衛星。

2.西昌衛星發射中心
西昌衛星發射中心是一個比較現代化的中緯度衛星發射基地,主要用於發射低傾角軌道衛星和地球同步軌道衛星。中國第一顆同步通信衛星是在這兒發射的,以後又成功地發射了幾顆通信衛星。

3.西安衛星測控中心
西安衛星測控中心是中國衛星測控網的管理中心、通信樞紐、指揮控制和數據處理中心。其主要任務是實時制定測控計畫,實施多星測控自動調度;匯集測控站、測量船聽獲取的運載火箭、衛星的跟蹤測量數據、遙測數據,並進行實時處理和事後處理;確定衛星的軌道要素和姿態參數,進行星下點軌跡計算和發布觀測預報;對衛星的運行及工作狀態進行監視,生成控制指令,對觀測網的工作狀態進行監控;完成返回式衛星的回收和長壽命衛星的長期測控管理。

發射視窗

發射視窗是指運載火箭發射時的一個合適的時間範圍(即允許運載火箭發射的時間範圍)。這個範圍的大小也叫做發射視窗的寬度。視窗寬度有寬有窄,寬的以小時計,甚至以天計算,窄的只有幾十秒鐘,甚至為零。

其實,運載火箭本身並沒有很嚴格的發射視窗限制,什麼時間發射都可以。不過,在進行運載火箭發射試驗時,一般都選在傍晚或黎明前發射。因為這時候太陽還在地平線附近,發射場區及火箭飛行路過的天空都比較暗淡,而點火後火箭上升到一定高度就能受到陽光照射,箭體反射出來的光使整個火箭明亮不已,與背景天空形成較大的反差,從而使地面的光學跟蹤測量儀器可以清晰地跟蹤測量火箭的飛行軌跡,觀察火箭在飛行中的姿態和外部形象,跟蹤測量和觀察效果要比在其他時間好得多。

我國火箭地面設備舉例

國內第一套近程液體火箭地面設備

火箭地面設備由發射台、起豎車、托架、結合車等組成。1958年,中國從蘇聯引進P-2火箭系統的地面設備資料和樣機,並開始仿製。山西省的342廠、519廠和247廠共同承擔了研製任務。1960年11月進行首次近程液體火箭飛行試驗,地面設備的性能符合設計要求,這是國內第一套近程液體火箭地面設備。

國內第一套中程液體火箭地面設備

國內第一套中程液體火箭地面設備是由山西省太原重型機械廠1968年研製生產的。工程液體火箭系統採用有限區域公路機動發射方式,其機動性能可通過4級公路,最小轉彎半徑小於35米。其地面設備中的液體火箭發射台和起豎機,於1978年獲全國科學大會獎。

國內第一套中遠程火箭發射地面設備

中遠程火箭是兩級火箭,發射方式與近程和中程火箭不同。山西省519廠從1967年開始研製生產中遠程液體火箭地面設備,攻克了一系列技術難關,1980年生產出國內第一套中遠程液體火箭地面設備。經火箭發射飛行試驗、大風試驗和夜間操作發射準備時間測定試驗,各項性能均符合設計要求。

國內第一套洲際液體火箭地面設備

由山西省519廠研製生產的機動洲際液體火箭地面設備,是國內第一套洲際液體火箭地面設備。該設備從1969年開始研製,1970年生產出一套樣機,1971年參加洲際火箭首次飛行試驗一舉成功,與此同時,519廠還研製生產出洲際液體火箭地面發射場和井下發射的成套設備。

國內第一套固體火箭地面設備

1975年,山西省519廠研製成功的陸上固體火箭地面設備,是國內第一套固體火箭地面設備。陸上固體火箭系統由火箭及實驗火箭公路運輸、起豎和發射的三用車以及發射控制車、瞄準車、電源車、配電車和監控車等6輛車組成,它既可在平原也可在山區實行區域機動,定點發射,提高了火箭的生存能力。該設備1988年12月經國家定型委員會批准定型,其中的三用車1989年獲國家科技進步一等獎。

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