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美国航天发射中心的卡纳维拉尔角发射场

归档日期:08-14       文本归类:发射差角      文章编辑:爱尚语录

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  卡纳维拉尔角发射场设在美国东海岸佛罗里达州的卡纳维拉尔角,位于杰克逊维尔和迈阿密之间,地理坐标是北纬28.5°,西经81°卡纳维拉尔角(以下简称卡角)一带偏僻,人烟稀少,便于保安,自然条件好平均气温为22.5℃,8月份最热,全年大部分月份湿度大,平均降雨量为1041.4毫米该角最高海拔高度为3.048米

  发射场纬度较低,向东发射火箭,可利用地球自转附加速度,有助于卫星入轨

  沿东南方向的海空运输几乎不受任何影响,附近的海岛还可用作跟踪站

  在佛罗里达州卡角建立发射场的建议于1947年6月提出1950年7月,首次发射了一枚A-4/WAC下士火箭此后,又进行过多次运载火箭的发射工作,包括宇宙神火箭大力神火箭宇宙神-阿金纳火箭侦察兵火箭土星5火箭土星1B火箭等从卡角进行的航天器发射任务,包括了美国所有向地球同步轨道的发射任务从这里还发射过阿波罗飞船天空实验室不载人行星和行星际探测器科学气象通信卫星等因此,卡角是美国航宇局的载人与不载人航天器进行飞行前试验测试总装和实施发射的重要基地

  22-29号发射阵地;23-火箭组装区;24-天线-液体燃料库;29-控制中心;30-推进剂检验区;

  一类是原有导弹发射阵地经过部分改装而成的许多导弹已结束了研制试验,原来的试验发射阵地经过适当改装,即可用作航天器发射场如19号大力神-双子星座发射阵地另一类是专为航天发射而新建的,如36号宇宙神-半人马座发射阵地,34号土星1发射阵地,37号土星1B发射阵地以及39号土星5发射阵地

  在导弹发射阵地的基础上经过改进的火箭发射阵地与原来的导弹发射阵地差异不大,如19号大力神-双子星座发射阵地,只是经过一些适当的改装,如加高服务塔,增设一些加注测试管线;这种改装的火箭发射阵地由如下几部分组成:

  发射设备用于起竖,加注,补给燃料,供应电力,支撑维护飞行器和进行测试的设备和发射台服务塔脐带塔等

  控制室发射期间,进行测试控制监视发射的场所有的负责一个发射台,有的同时负责2~3个发射台

  辅助设备包括推进剂的贮存设备,供电供高压气体设备,冷却消防供水系统,近场照相设备以及公路排水槽等

  在卡角还有一种专为发射航天器而建的发射阵地,如34号土星1发射阵地和39号土星5发射阵地等

  34号发射阵地位于卡角的北端,占地0.14平方公里, 于1961年6月建成,同年10月首次用于发射试验,以后又进行了多次土星1的研制飞行试验,后来为了发射土星1B,作过一些修改,目前已拆除

  34号发射阵地的发射方案和布局与以往的没有什么大的区别,装配测试和发射工作都是在发射阵地的发射台上进行的发射台借助活动的或固定的服务塔对火箭进行起竖对接测试和各项准备工作,并通过脐带塔将各种燃料管道供气管道电源和通信线路与飞行器连接起来

  60年代初,为了实施土星5-阿波罗计划,美国航宇局和国防部联合进行了土星5火箭发射阵地的选场工作最后决定在卡角北部地区的梅里特岛一带建设选择此处的原因是:箭体落区适当;与居民点距离适当,便于安置职工家属,解决供应问题;可以充分利用已有的技术设备和力量

  多年来,火箭飞行器的装配飞行前测试和起竖工作都是在发射台上完成的但由于飞行器日趋庞大复杂,测试项目繁多,发射场地处海边,露天工作的气候环境难以得到保证,一次发射,往往要花去几个月乃至十几个月的时间,导致发射场的利用率太低,发射台的发射频率也低

  针对上述问题,对39号发射阵地的设计进行了改进,采用了与以往不同的新的方法——活动发射方案也就是取消了水平测试,把整个飞行器的垂直总装测试和发射前准备工作集中在一个巨型厂房内进行仅于发射前两周,甚至更短的时间才将发射台-脐带塔(保持测试连接状态)一起运往发射场,在发射场上只进行加注推进剂必要的射前检测和实施发射

  39号发射阵地包括39A39B两个发射场区及其它辅助设施,由如下部分组成

  飞行器装配大楼(也称垂直总装测试大楼)该楼是飞行器分级和整体装配测试的场所整个建筑由高跨低跨两部分厂房组成高跨厂房底面积134米×156米,高160米,内分4个工作间,均能容纳一个装在活动发射台上的完整的阿波罗-土星5,并为装配测试等工作提供了足够的辅助车间和设备在4个工作间之间是个过道,一直延伸到低跨厂房中

  低跨厂房底面积为84米×134米,高64米,其中设有二子级三子级火箭进行准备和测试的8个工作间,通过工作平台对火箭各级进行测试和准备工作

  在飞行器装配大楼里还有各种起重设备通风系统

  发射控制室它的结构与以往发射阵地的那些地堡式发射控制室不同,是一幢与一条长48米的封闭通道相联的三层楼,位于飞行器装配大楼东南方,所起的作用与以前的控制室相同,对飞行器的各个部件进行监视试验

  发射控制室地基尺寸为110米×46米,分三层第一层为办公室食堂医务室等第二层放置遥测地面接收仪器和记录设备第三层是4个发射室,其中3个发射室内的仪器与飞行器装配大楼的高跨工作间相连中心计算机和控制台都和装配大楼里或发射场上的飞行器直接连接在测试对接试验加注以及发射期间,发射人员可以直接或通过电视监视并控制

  控制室里有两套独立的计算机系统用来监视控制数据另外,还设有整个发射阵地的通信系统,通过闭路电视可以从发射控制室对某些相隔很远的地区和危险区内的活动情况进行实时观察

  活动发射平台它的作用是支承装配和测试飞行器,并被运往发射场区对火箭实施加注临时检查和发射它具有双重作用:在飞行器装配大楼内,它作为一个装配平台,火箭竖立在上面,进行装配和测试;它也是火箭的发射平台,火箭在其上面进行推进剂加注射前检查点火和发射共有3个活动发射平台,平时停放在飞行器装配大楼附近的停放场上,执行任务时被置于飞行器装配大楼或发射场区,可同时对3枚火箭进行发射准备发射平台由底座和竖立在其上的脐带塔组成底座内分两层,有20多个房间,包括机械设备间操作支援间通信电视间和其它设备间发射平台上有4个支撑臂,发射前用来支撑火箭脐带塔为全钢结构,位于平台的一端,塔上有9个通往飞行器的摆臂,17个工作平台以及各处推进剂气体电气和仪器系统的分配管线;

  活动发射平台与运输车的连接是靠运输车的四角可以伸缩的能自动定心的平面连接台和定位系统,以及发射平台底部的4个方形突出部来实现的

  运输车采用的是露天煤矿用的履带式运输车技术这种方案不仅可以节省研制时间和费用,而且装载能力超过了移动飞行器和活动发射平台的设计载荷运输车每台自重2720吨,驮运能力在5400吨以上,可将一座发射平台连同一枚垂直立在台上的火箭一起驮运,以1.6公里/小时的速度运行

  运输车由一个平台底盘液压系统推进系统和动力系统组成它的作用是牵引活动发射平台在发射场区停放场和飞行器装配大楼之间移动还将使活动服务塔在停放场和发射场区之间移动

  运输车长41.2米宽34.7米,是一个盒形钢结构车架是一个封闭结构,进出通过升降口,车身内部有适当的照明和空气调节底盘每端各设一个驾驶室,成对角线;在每个履带车上方设有一个液压千斤顶,用以提升和放下载荷为使物件保持水平,上下活动在5厘米以内,采用了单独的液压伺服系统动力装置是用两台2022.6千瓦的柴油机带动4台1000千瓦发电机, 驱动16台牵引马达,用两部783.3千瓦的柴油机带动两台750千瓦发电机给调平 起重和转弯系统提供动力

  运输车总质量超过8160吨,其专用路面的承载强度为4.5×105帕

  用于在准备发射期间,给在发射台上的飞行器安装火工品和其它不 宜在飞行器装配大楼中安装的设备平时停在停放场上在活动发射台运至发射场区后,

  运输车将活动服务塔运送到发射台处,通过各层平台给飞行器安装火工品, 并加注推进剂等它是一个桁架式结构塔,塔上有5层封闭式工作平台 发射场区 有A和B两个发射场区整个发射场区呈八角形,面积1.3平方公里, 中央是个坚固的混凝土台座台座下的地下室是电子设备终端间环境控制设备间高压气贮存系统室宇航员及工作人员紧急避难间

  总之,39号发射阵地的整个发射程序可概括为:各级火箭被送至39号发射阵地的码头或机场,然后送往飞行器装配大楼,在大楼的低厂房内完成单级测试,尔后通过运输过道送往高厂房总装间,并在活动发射平台上进行对接总装综合测试等工作,之后,运输车将活动发射平台和测试好的火箭/ 航天器一并送往发射场区,在活动发射平台停放好后,运输车又回到服务塔停放场,将活动服务塔送至发射台,进行发射前的测试加注并安放火工品,临发射前将活动服务塔撤出放回停放场,发射完后又用运输车将活动发射平台送回飞行器装配大楼

  卡角的发射控制中心建在卡角工业区东北角,与最后的发射场相距约2.5公里,由控制显示系统音频通信系统可变程序转换系统气象预报系统总配线架信号分配系统和发射场测量设备控制系统组成

  控制显示系统该系统包括电视监视设备控制台显示器标图板和记录设备等可分成主操作区4个辅助操作区主操作区用来指挥整个发射场的试验工作,显示发射场各点站的工作状态轨道数据和计时信号辅助操作区用来控制发射操作以外的工作

  音频通信系统由直接话路,火箭测试设备技术操作的测量通信网络,控制台的监视输入网络,声响发射计时系统以及当地的电线;

  可变程序转换系统系统主要部件有用于直通电话点-点线;火箭操作内部通信系统和火箭测试设备技术操作通信系统的测量网线;控制台和外用设备它的作用是使发射场工作的音频通信能够进行快速转换

  气象预报系统它的作用是提供狂风闪电和大雨警报,作出毒性燃料和放射性材料的扩散预报,为发射任务提供气象预报

  总配线架信号分配系统它的作用是接收所有传送到发射控制中心的外部信息,并将其分配到各显示器

  发射场测量设备控制系统这是一种数字式监视控制通信系统系统本身具有自检能力

  卡角的地面跟踪系统由一系列的跟踪站和跟踪船组成(跟踪站见表1)

  一般地说,一个典型的地面跟踪站都包括如下几个部分:光学跟踪仪测量雷达遥测接收机站通信设备控制指令发射机定时信号发生器气象站卡角的地面跟踪系统用于为卡角的发射工作提供轨道数据气象数据,校准仪器系统和进行通信中继等工作

  除上述的跟踪站外,卡角的跟踪系统还包括若干测量船和测量飞机这些船通常位于阿森松岛和非洲东海岸之间,成为最南面的跟踪站此船能跟踪地球卫星和少量的星际探测器,主要的跟踪任务是搜集再入飞行器的数据,这种测量跟踪船配备有C波段X波段和L波段雷达,能以多频技术跟踪多个目标

  这样,一系列的跟踪站靶场测量船和测量飞机,可将该靶场伸展到非洲好望角以东洋面,从而可以不受限制地跟踪空间发射目标

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