定位精度毫米級(jí):“大火箭”座駕護(hù)送“胖五”的垂直轉(zhuǎn)運(yùn)階段已經(jīng)完成
長(zhǎng)征五號(hào)遠(yuǎn)程五運(yùn)載火箭和嫦娥五號(hào)探測(cè)器于十七號(hào)垂直轉(zhuǎn)移到中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射區(qū),定于十一月底發(fā)射。
長(zhǎng)征五號(hào)火箭 "護(hù)送" 發(fā)射場(chǎng)是長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭(以下簡(jiǎn)稱 "長(zhǎng)五" 活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)),稱為 "大火箭",其龐然大物長(zhǎng)近 30 米,寬 20 多米,高近 70 米,重 2000 多噸,但定位精度為±5 毫米。
長(zhǎng)武發(fā)射平臺(tái)是由中國(guó)航天科技集團(tuán)所屬的中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究所開(kāi)發(fā)的。該平臺(tái)如何實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)定位?長(zhǎng)武主動(dòng)發(fā)射平臺(tái)總體設(shè)計(jì)師徐征說(shuō):"該平臺(tái)由 16 臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)控制,對(duì)應(yīng) 8 對(duì)車(chē)輪,具有啟動(dòng)、加速、勻速、減速、停車(chē)等兩條平行軌道功能,能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)射平臺(tái)每分鐘 0.8≤30 米的無(wú)止境調(diào)速," 長(zhǎng)武主動(dòng)發(fā)射平臺(tái)總設(shè)計(jì)師徐征說(shuō):" 平臺(tái)由 16 臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)控制,具有起動(dòng)、加速、勻速、減速、停車(chē)等功能。
當(dāng)天上午,長(zhǎng)五主動(dòng)發(fā)射平臺(tái)設(shè)計(jì)者李道平按下控制室的 "前進(jìn)" 鍵,經(jīng)過(guò)某一列加速操作后,發(fā)射平臺(tái)以每分鐘 25 米的速度駛向發(fā)射區(qū)域;到達(dá)發(fā)射場(chǎng)平地后,發(fā)射平臺(tái)速度降至每分鐘 4 米;到達(dá)發(fā)射點(diǎn)約 2 米并觸發(fā)減速塊后,發(fā)射平臺(tái)減速至每分鐘 0.8 米。當(dāng)發(fā)射點(diǎn)約為 10 毫米時(shí),發(fā)射平臺(tái)在啟動(dòng)定位塊后自動(dòng)停止,并一次性實(shí)現(xiàn)定位。
這時(shí),李道平在駕駛室中發(fā)現(xiàn),主動(dòng)發(fā)射平臺(tái)與定位點(diǎn)之間有 10 毫米的距離,于是他激活了 "二級(jí)定位" 功能,先將 "二級(jí)定位" 功能變?yōu)?15 毫米,然后返回 10 毫米,定位點(diǎn)差是一樣的。
長(zhǎng)武主動(dòng)發(fā)射平臺(tái)主任潘玉柱表示,為了準(zhǔn)確達(dá)到毫米級(jí)停車(chē)精度,主要依靠初級(jí)定位和二次定位兩種功能,其中一次定位在平臺(tái)前走到發(fā)射臺(tái)前,觸發(fā) "前端定位傳感器",使速度從每分鐘 0.8 米到 0。當(dāng)一次定位精度不夠時(shí),二次定位可以使主動(dòng)發(fā)射平臺(tái)按照 10、15、20 和 25 毫米的四個(gè)齒輪進(jìn)行微調(diào),從而實(shí)現(xiàn)毫米波定位。
長(zhǎng)期五項(xiàng)活動(dòng)的啟動(dòng)平臺(tái),圓滿完成了垂直轉(zhuǎn)移工作,也創(chuàng)造了中國(guó)的三個(gè)“最”。
一是規(guī)模最大。長(zhǎng)征五號(hào)火箭被稱為“肥五號(hào)”,是我國(guó)運(yùn)載能力最大的火箭,長(zhǎng)征五號(hào)發(fā)射平臺(tái)是我國(guó)運(yùn)載能力最強(qiáng)、系統(tǒng)最復(fù)雜、技術(shù)最先進(jìn)的運(yùn)載火箭。
長(zhǎng)征二號(hào) F 火箭發(fā)射平臺(tái)建成前,長(zhǎng)征二號(hào) F 火箭發(fā)射平臺(tái)是我國(guó)最大的發(fā)射平臺(tái),長(zhǎng) 24 米多,寬 22 米,高 8 米多。可適應(yīng)最大直徑 3.35 米的核心級(jí)火箭體。長(zhǎng)武移動(dòng)發(fā)射臺(tái)高近 70 米,相當(dāng)于 24 層樓高;平臺(tái)上表面積 600 多平方米,相當(dāng)于半個(gè)籃球場(chǎng),整個(gè)平臺(tái)的重量近 2000 噸。
二是整合度最高。與之前的發(fā)射平臺(tái)相比,龍五移動(dòng)發(fā)射平臺(tái)的供電車(chē)輛較少。發(fā)射平臺(tái)集機(jī)械、電控、液壓、供配電系統(tǒng)于一體,首次設(shè)置臍帶塔、搖擺桿、噴水管道等設(shè)備。它是集機(jī)械、電氣、液壓、燃?xì)庥谝惑w的大型綜合發(fā)射平臺(tái)。
把原來(lái)發(fā)射塔的數(shù)百個(gè)地面設(shè)備集成到發(fā)射臺(tái)上有很多優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)在,火箭的總裝、測(cè)試和與地面設(shè)備的接口都可以在技術(shù)車(chē)間完成。這樣,在運(yùn)輸過(guò)程中可以保持界面和狀態(tài)不變,直接運(yùn)輸?shù)焦潭ㄋ稀Q芯咳藛T的目標(biāo)是在三四天內(nèi)完成發(fā)射準(zhǔn)備。這樣,發(fā)射塔內(nèi)的火箭準(zhǔn)備過(guò)程可以縮短很多倍。
三是最先進(jìn)的技術(shù)。在長(zhǎng)武機(jī)動(dòng)發(fā)射平臺(tái)的上表面,有 12 個(gè)像柱子一樣的支撐裝置,它們是火箭在發(fā)射平臺(tái)上的“座椅”。研究人員花了三年多的時(shí)間研發(fā)出“十二點(diǎn)調(diào)平技術(shù)”,使火箭能夠“坐”直、穩(wěn)。這不僅使火箭具有更好的受力,而且有利于火箭的瞄準(zhǔn)和發(fā)射。
一般來(lái)說(shuō),火箭有四個(gè)支點(diǎn)支撐,但長(zhǎng)征五號(hào)火箭的體積比以前的火箭大很多,所以需要增加支撐點(diǎn)。研究人員開(kāi)發(fā)的“十二點(diǎn)水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)”是全自動(dòng)控制。操作人員只要按一下按鈕,坐在發(fā)射臺(tái)上,幾分鐘就能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)征五號(hào)火箭的自動(dòng)調(diào)平。
在嫦娥五號(hào)發(fā)射平臺(tái)上,有十多項(xiàng)類似的新技術(shù),這些新技術(shù)都是保證火箭安全、穩(wěn)定、可靠的基石。正是這些先進(jìn)的技術(shù),使“龍五”發(fā)射平臺(tái)的先進(jìn)遠(yuǎn)程技術(shù)領(lǐng)先于國(guó)內(nèi)發(fā)射平臺(tái)。
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