CN114658324B - 一种快速构建固体运载火箭星箭对接环境方法 - Google Patents
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Abstract
本公开的快速构建固体运载火箭星箭对接环境方法，根据固体火箭星箭对接的原卫星厂房高大封闭门外场坪是否适合停放载火箭平板车和门洞适于安装软质门确定安装软质门门洞；根据固体火箭的直径和模块平板车载火箭的中心高和/或载整流罩架车的中心高确定软质门开洞；根据吊车吊钩距离原卫星厂房门洞大门的距离和原卫星厂房大门门洞的宽度确定软质门的安装位置；利用U型钢槽门框将软质门安装在门洞墙体上，在软质门到原卫星厂房门洞大门之间铺设整流罩架车铁轨；封闭软质门开洞，当卫星厂房内的洁净度和温湿度满足固体运载火箭星箭对接环境要求时完成固体运载火箭星箭对接环境的快速构建。能够解决航天发射场不能提供满足固体火箭星箭对接要求的卫星厂房问题。
Description
技术领域
本发明涉及航天发射工程技术领域，特别涉及一种快速构建固体运载火箭星箭对接环境方法。
背景技术
星箭对接是运载火箭、载荷卫星在运载火箭点火发射前的一项关键性物理对接工作，是指运载火箭、卫星和罩体组合一起的工作项目。针对不同发射方式的运载火箭，星箭对接的方式和地点差别较大。目前，国内航天发射的星箭对接模式一般是采取卫星与罩体对接形成星罩组合体，星罩组合体再与运载火箭对接，其中，鉴于光学载荷等原因的限制，前者要求在洁净度要求很高(一般在10万级以上)、规模相对较小的厂房内进行。但是，对于一些特殊的具备机动发射能力的专用固体运载火箭，则要求星箭对接全部工作都必须在洁净度要求很高(一般在10万级以上)的厂房内完成。这种类型的运载火箭以下简称固体火箭，洁净度要求很高(一般在10万级以上)的厂房简称为卫星厂房。
国体火箭的星箭对接采用卫星、运载火箭先对接，再实施扣罩的模式，星箭对接全部工作必须在卫星厂房内完成。但是，由于运载能力需求的多方面原因，国体火箭一般采用多级连接方式。长度较大，超出了传统卫星厂房的规模。如果不是专门针对固体火箭星箭对接要求专门设计的卫星厂房，固体火箭的星箭对接工作就不可能完成。但是，由于卫星发射对地理纬度有较严格的要求，其纬度值越接近其卫星轨道倾角值，运载火箭的运载能力就越能最大效率发挥。为此，在设计卫星任务发射方案的时候，就需要选择地理纬度值最接近卫星轨道倾角值的航天发射场。但是，在实际操作过程中，经常遇到发射场不能提供满足星箭对接要求的卫星厂房的情况，即卫星厂房长度小于固体火箭长度，火箭整体不能完全进入卫星厂房内，卫星厂房不能形成封闭的洁净空间环境，火箭不能使用该厂房开展星箭对接工作，而限于当地地形地貌、不能征地、新建卫星的效费比等多种因素的约束，又不能新建卫星厂房。这就对固体火箭星箭对接环境的快速构建提出了十分迫切的需求。
发明内容
本发明提供一种快速构建固体运载火箭星箭对接环境方法，能够针对现有固体火箭星箭对接要求和航天发射场不能提供满足要求的卫星厂房，快速构建一种满足固体运载火箭星箭对接环境要求的有效卫星厂房。
根据本公开的一方面，提出了一种快速构建固体运载火箭星箭对接环境方法，所述方法包括：
根据固体运载火箭星箭对接的原卫星厂房高大封闭门外场坪是否适合停放载火箭平板车和门洞适于安装软质门确定安装软质门的原卫星厂房门洞；
根据固体运载火箭的直径和所述模块平板车载火箭的中心高和/或载整流罩架车的中心高确定所述软质门上的开洞；
根据所述吊车吊钩距离所述原卫星厂房门洞大门的距离和所述原卫星厂房大门门洞的宽度确定软质门在所述原卫星厂房门洞的安装位置；
利用U型钢槽门框将所述软质门固定安装在所述原卫星厂房门洞的墙体上，并在所述原卫星厂房内距离软质门一定长度、沿门洞中心线的地面合适位置铺设整流罩架车铁轨；
封闭所述软质门开洞，打开卫星厂房的空调和新风系统，保持一定时间，当所述卫星厂房内的洁净度和温湿度满足固体星载火箭星箭对接环境条件要求时，完成固体运载火箭星箭对接环境的快速构建。
在一种可能的实现方式中，所述根据固体运载火箭的直径和所述模块平板车载火箭的中心高和/或载整流罩架车的中心高确定所述软质门上的开洞，包括：
根据固体运载火箭的直径确定所述软质门的开洞直径，根据所述模块平板车载火箭的中心高和/或载整流罩架车的中心高确定所述软质门的开洞中心高度。
在一种可能的实现方式中，所述软质门为模块化结构。
在一种可能的实现方式中，所述软质门的门板由29块软质门体拼接组成。
在一种可能的实现方式中，所述软质门体的材料为滚压木纹0.5mm铝板，中间填充聚氨酯发泡，中心设置有20矩管加强筋。
在一种可能的实现方式中，所述软质门和所述U型钢槽门框采用膨胀螺钉进行连接固定。
在一种可能的实现方式中，所述软质门的安装位置到原卫星厂房门洞大门的距离小于原卫星厂房门洞进出方向的墙体宽度。
在一种可能的实现方式中，所述在所述原卫星厂房内距离软质门一定长度、沿门洞中心线的地面合适位置铺设整流罩架车铁轨，包括：
先在所述软质门到所述原卫星厂房门洞大门之间的地面上铺设防静电橡胶板，将所述整流罩架车铁轨焊接一层钢板后铺设在所述防静电橡胶板上。
在一种可能的实现方式中，所述防静电橡胶板的高度、焊接钢板高度、整流罩架车铁轨高度和所述载箭的中心高度之和等于模块平板车载火箭的中心高度。
在一种可能的实现方式中，所述防静电橡胶板的宽度和所述钢板宽度均小于2.1m。
本公开的快速构建固体运载火箭星箭对接环境方法，根据固体运载火箭星箭对接的原卫星厂房高大封闭门外场坪是否适合停放载火箭平板车和门洞适于安装软质门确定安装软质门的原卫星厂房门洞；根据固体运载火箭的直径和所述模块平板车载火箭的中心高和/或载箭架车的中心高确定所述软质门上的开洞；根据所述吊车吊钩距离所述原卫星厂房门洞大门的距离和所述原卫星厂房大门门洞的宽度确定软质门在所述原卫星厂房门洞的安装位置；利用U型钢槽门框将所述软质门固定安装在所述原卫星厂房门洞的墙体上，并在所述原卫星厂房内距离软质门一定长度、沿门洞中心线的地面合适位置铺设整流罩架车铁轨；封闭所述软质门开洞，打开卫星厂房的空调和新风系统，保持一定时间，当所述卫星厂房内的洁净度和温湿度满足固体星载火箭星箭对接环境条件要求时，完成固体运载火箭星箭对接环境的快速构建。能够快速构建一种满足固体运载火箭星箭对接环境要求的有效卫星厂房，解决现有固体火箭星箭对接要求和航天发射场不能提供满足要求的卫星厂房的问题。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1示出了根据本公开一实施例的快速构建固体运载火箭星箭对接环境方法流程图；
图2示出了根据本公开一实施例的固体运载火箭星箭对接工作示意图；
图3示出了根据本公开一实施例的软质门正面结构示意图；
图4示出了根据本公开一实施例的软质门结构示意图；
图5示出了根据本公开一实施例的软质门安装位置示意图；
图6示出了根据本公开一实施例的固体运载火箭星箭对接卫星厂房内整流罩架车和铁轨结构示意图；
图7示出了根据本公开一实施例的固体运载火箭星箭对接卫星厂房内铁轨位置示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出了根据本公开一实施例的快速构建固体运载火箭星箭对接环境方法流程图。该方法可以用于以航天发射场原有的小规模卫星厂房为基础，构建构建火箭半侵入式的星箭对接环境厂房为目标的情况。如图1所示，该方法可以包括：
步骤S1：根据固体运载火箭星箭对接的原卫星厂房高大封闭门外场坪是否适合停放载火箭平板车和门洞适于安装软质门确定安装软质门的原卫星厂房门洞。
图2示出了根据本公开一实施例的固体运载火箭星箭对接工作示意图。
如图2所示，由固体运载火箭星箭对接工作环境可知，固体运载火箭星箭对接工作包括卫星厂房，模块平板车载火箭，卫星厂房内的整流罩、架车、铁轨、门洞大门等设备。
如图2所示，卫星厂房一般有两个对开的高大门洞及推拉式密闭大门，用于星罩组合体的转运出入。在现场勘察测量原卫星厂房(也可以查阅设计图纸)时，主要是确定卫星厂房的哪一个高大门洞作为建设软质门的对象，选择高大门洞作为建设软质门的对象的前提条件是大门外场坪便于载箭架车停放，大门门洞适于建设软质门。通过现场勘察测量原卫星厂房能够掌握门洞的周向尺寸和原卫星厂房内吊车吊钩至该门洞原大门的距离l，进而确定该门洞是否便于安装软质门以及确定软质门的安装位置。
步骤S2：根据固体运载火箭的直径和所述模块平板车载火箭的中心高和/或载整流罩架车的中心高确定所述软质门上的开洞。
图3示出了根据本公开一实施例的软质门正面结构示意图；图4示出了根据本公开一实施例的软质门结构示意图。
在选定的原卫星厂房大门门洞墙体范围内构造一扇新的可满足火箭头部进出的软质门，需要在软质门上开洞(开孔)以供火箭进入，软质门的正面结构如图3所示。其中，软质门的开洞直径根据固体运载火箭的直径确定，软质门的开洞中心高度根据模块平板车载火箭的中心高和/或载整流罩架车的中心高(模块平板车载火箭的中心高和载整流罩架车的中心高一致)确定，以确保模块平板车载火箭进入软质门后与整流罩无缝对接。
在一示例中，如图4所示，软质门为模块化结构，由29块软质门体拼接组成，每块软质门体的高度可以为0.5m。软质门体的材料为滚压木纹0.5mm铝板，中间填充聚氨酯发泡，中心设置有20矩管加强筋，软质门的重量约为每平米约重8公斤。需要说明的是，这仅仅是一个示例，在此不做限定。
步骤S3：根据所述吊车吊钩距离所述原卫星厂房门洞大门的距离和所述原卫星厂房大门门洞的宽度确定软质门在所述原卫星厂房门洞的安装位置。
图5示出了根据本公开一实施例的软质门安装位置示意图。
如图5所示，根据现场测量原卫星厂房数据，原卫星厂房内吊车吊钩距离安装软质门门洞原推拉式密闭大门的距离为l m，安装软质门门洞进出方向的墙体宽度为X m。在固体运载火箭星箭对接的操作过程中，筒箭组合体由软质门至吊钩的距离不能超过Y m(依据是模块平板车按照此参数进行设计)。因此，构造的软质门的安装位置距离卫星厂房原推拉式密闭大门的距离L不能大于原卫星厂房大门门洞进出方向的墙体宽度X m，以保留一定设计余量。
步骤S4：利用U型钢槽门框将软质门固定安装在所述原卫星厂房门洞的墙体上，并在软质门到所述原卫星厂房门洞大门之间铺设整流罩架车铁轨。
其中，软质门门板通过U型钢槽门框与墙体进行连接，钢槽厚度2mm，连接方式采用膨胀螺钉，膨胀螺钉采用12#规格，总共数量控制在20颗以内。门框按要求安装于原卫星厂房门洞两侧，并垂直于墙体，可以用国标钢质膨胀螺丝固定于门洞墙体。软质门门板从下到上依次安装于门框内，门框与软质门门板门板之间用铆钉铆接。软质门门板门板预留洞口中四周安装软质pvc门缝，使其达到内外隔离密封的效果。门框与墙体之间缝隙由密封胶来处理。模块平板车载火箭头部进入卫星厂房内后，软质门开洞处采用布罩和橡胶条进行封堵，以确保卫星厂房内的环境洁净度要求。
图6示出了根据本公开一实施例的固体运载火箭星箭对接卫星厂房内整流罩架车和铁轨结构示意图；图7示出了根据本公开一实施例的固体运载火箭星箭对接卫星厂房内铁轨位置示意图。
在一示例中，在原卫星厂房内距离软质门一定长度、沿门洞中心线的地面合适位置铺设整流罩架车铁轨，可以包括：先在软质门到原卫星厂房门洞大门之间的地面上铺设防静电橡胶板，将整流罩架车铁轨焊接一层钢板后铺设在防静电橡胶板上。
例如，为了不改变原卫星厂房的原有功能和结构，采用软质门构造星箭对接环境方案时需在厂房内地面上临时铺设供整流罩架车使用的架车轨道(一般为1435mm双轨)。为了在铁轨铺设不能破坏原有厂房地面，如图6所示，需先在厂房地面铺设防静电橡胶板，铁轨焊接一层钢板后置于橡胶板上。
在一示例中，如图7所示，为了筒箭组合体的火箭中心高和整流罩中心高度保持一致，需防静电橡胶板的高度h1、焊接钢板高度h2、整流罩架车铁轨高度h3和载整流罩的中心高度h4之和等于模块平板车载火箭的中心高度h。整流罩架车铁轨铺设长度以满足整流罩架车与火箭对接时的布局为宜。其中，防静电橡胶板的宽度和焊接钢板宽度可均小于2.1m，或焊接钢板和橡胶板的宽度可不大于2.1m。如图7所示，假设筒箭组合体头部侵入软质门内的长度为A m，铁轨铺设距离软质门的距离B应小于A0.5m左右。
步骤S5：封闭所述软质门开洞，打开卫星厂房的空调和新风系统，保持一定时间(例如保持12个小时左右)，当卫星厂房内的洁净度和温湿度满足固体星载火箭星箭对接环境条件要求时，即完成固体运载火箭星箭对接环境的快速构建。否则，需要检查环境构造施工细节，修正完善后再次进行环境试验验证，直至达到要求为止。
当固体运载火箭星箭对接环境的构建完成后，可以利用上述构建的固体运载火箭星箭对接环境(卫星厂房)进行固体运载火箭星箭对接工作。固体运载火箭星箭对接流程一般为：明确改造后的卫星厂房内初始状态，例如将卫星包装箱停放于厂房，架车载整流罩停放于双轨轨道上；具备星箭对接条件的卫星置于卫星包装箱内，停放在厂房内合适位置；卫星厂房构建的软质门外侧场坪上初始状态，例如模块平板车载筒箭组合体停放于场坪上就位，模块平板车通过调节悬挂高度，保证平板车的平板为水平状态，且火箭头部具备通过软质门开孔进入卫星厂房的条件；操作模块平板车使得火箭头部通过软质门开孔侵入卫星厂房内，进入距离以便于开展星箭对接工作为宜；整流罩架车载整流罩顺整流罩架车铁轨接近于火箭对接位置，进行试对接(不进行真实对接，只为确认火箭已经调整到位)，确认火箭就位好；密封火箭与软质门开洞，密封后开启空调和新风系统；待卫星厂房内的洁净度、温湿度达到星箭对接环境条件要求后，打开卫星包装箱，利用厂房内吊车起吊卫星，完成与火箭的对接工作；如果有多颗卫星，则依次完成所有卫星与火箭的对接工作；开展整流罩与火箭的对接工作；星箭罩对接完成后，拆卸火箭与软质门开洞处的密封物并启封；模块平板车载星罩体退出卫星厂房，到指定位置开展后续的一体化测试工作；经过一体化测试等后续工作，确认星箭对接工作圆满完成后，拆除软质门，但在门洞墙体上留下安装软质门的固定装置，方便后续再次使用。
本公开的快速构建固体运载火箭星箭对接环境方法，以航天发射场原有的小规模卫星厂房为构建目标，在厂房原高大封闭门的门洞墙体范围内构造新的一扇可满足火箭头部进入的软质门，软质门与门洞墙体密接，能够封闭原卫星厂房。软质门上开孔，孔径大于火箭直径、整流罩直径中的大者，方便火箭进出，并能与火箭箭体密接形成封闭。同时，在大门内厂房的地面合适位置，顺火箭轴向方向布设星箭对接时整流罩架车专用双轨轨道，轨道宽度满足星箭对接架车的跨度要求。这样就构建了一火箭半侵入式的星箭对接环境厂房，满足了固体火箭星箭对接任务需求。本公开的技术已经应用于某型号固体运载火箭的星箭对接，并进行了多次试验测量，效果很好，费用很低。该方法简单、实用，未对原卫星厂房的构造和功能形成影响，效率高等有益效果。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种快速构建固体运载火箭星箭对接环境方法，其特征在于，所述方法包括：
根据固体运载火箭星箭对接的原卫星厂房的高大封闭门外场坪是否适合停放载火箭平板车和门洞适于安装软质门的要求，确定安装软质门的原卫星厂房门洞；
根据固体运载火箭的直径和模块平板车载火箭的中心高和/或载整流罩架车的中心高确定所述软质门上的开洞；
根据吊车吊钩距离所述原卫星厂房门洞大门的距离和所述原卫星厂房大门门洞的宽度确定软质门在所述原卫星厂房门洞的安装位置；
利用U型钢槽门框将所述软质门固定安装在所述原卫星厂房门洞的墙体上，并在所述原卫星厂房内距离软质门一定长度、沿门洞中心线的地面合适位置铺设整流罩架车铁轨；
封闭所述软质门开洞，打开卫星厂房的空调和新风系统，保持一定时间，当所述卫星厂房内的洁净度和温湿度满足固体星载火箭星箭对接环境条件要求时，完成固体运载火箭星箭对接环境的快速构建。
2.根据权利要求1所述的快速构建固体运载火箭星箭对接环境方法，其特征在于，所述根据固体运载火箭的直径和所述模块平板车载火箭的中心高和/或载整流罩架车的中心高确定所述软质门上的开洞，包括：
根据固体运载火箭的直径确定所述软质门的开洞直径，根据所述模块平板车载火箭的中心高和/或载整流罩架车的中心高确定所述软质门的开洞中心高度。
3.根据权利要求1所述的快速构建固体运载火箭星箭对接环境方法，其特征在于，所述软质门为模块化结构。
4.根据权利要求3所述的快速构建固体运载火箭星箭对接环境方法，其特征在于，所述软质门的门板由29块软质门体拼接组成。
5.根据权利要求4所述的快速构建固体运载火箭星箭对接环境方法，其特征在于，所述软质门体的材料为滚压木纹0.5mm铝板，中间填充聚氨酯发泡，中心设置有20矩管加强筋。
6.根据权利要求1所述的快速构建固体运载火箭星箭对接环境方法，其特征在于，所述软质门和所述U型钢槽门框采用膨胀螺钉进行连接固定。
7.根据权利要求1所述的快速构建固体运载火箭星箭对接环境方法，其特征在于，所述软质门的安装位置到原卫星厂房门洞大门的距离小于原卫星厂房门洞进出方向的墙体宽度。
8.根据权利要求1所述的快速构建固体运载火箭星箭对接环境方法，其特征在于，所述在所述软质门到所述原卫星厂房门洞大门之间铺设整流罩架车铁轨，包括：
先在所述软质门到所述原卫星厂房门洞大门之间的地面上铺设防静电橡胶板，将所述整流罩架车铁轨焊接一层钢板后铺设在所述防静电橡胶板上。
9.根据权利要求8所述的快速构建固体运载火箭星箭对接环境方法，其特征在于，所述防静电橡胶板的高度、焊接钢板高度、整流罩架车铁轨高度和载整流罩的中心高度之和等于模块平板车载火箭的中心高度。
10.根据权利要求8所述的快速构建固体运载火箭星箭对接环境方法，其特征在于，所述防静电橡胶板的宽度和所述钢板宽度均小于2.1m。
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| CN114658324A CN114658324A (zh) | 2022-06-24 |
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| CN110644900A (zh) * | 2019-10-08 | 2020-01-03 | 中国核电工程有限公司 | 一种洞口密封门装置及运输方法 |
| CN113221362A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-08-06 | 中国人民解放军63921部队 | 卫星发射场性能试验科目的选取方法、装置和电子设备 |
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| CN113221362A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-08-06 | 中国人民解放军63921部队 | 卫星发射场性能试验科目的选取方法、装置和电子设备 |
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