NASA针对SLS Block1B火箭任务进行发射场地面设施评估
发布日期:2016-11-04 字体【

据NASASpaceFlight网站2016年10月28日报道,美国国家航空航天局(NASA)和肯尼迪航天中心(KSC)拟针对SLS Block1B型火箭的发射与飞行任务进行发射场地面设施设备的前期应用评估。
根据目前的NASA资料显示,运载能力为70吨的SLS Block1型火箭只执行无人首飞EM-1和载人首飞EM-2共两次任务,随后NASA将推进运载能力为105吨并应用新一代探索上面级(EUS)的SLS Block1B型火箭。按照最初的研制计划,NASA拟在EM-2任务结束后才将EUS应用于SLS火箭,但鉴于EM-1、EM-2以及SLS Block1B型火箭首飞任务三者之间存在着很大的时间空档期,NASA希望在EM-1之后就提前开始实施EUS的应用,以便在2020年就能够实施SLS Block1B型火箭的首飞任务。

由于运载能力大幅提升和火箭高度的增加,NASA准备对KSC的地面发射操作设施系统进行适应性评估与改进,并已对外征集相关方案。需改进的主要设施包括:

1.活动发射平台(ML)。ML将是SLS Block1B型火箭首飞任务适应性改造工程的重要部分。研究分析显示,对ML的改造期需耗用约19个月,而一些KSC地面系统的技术人员则表示可能会长达3年,耗资将达1.5亿美元。由于目前只有一台ML可供任务使用,而新建造一台ML的成本要大于当前的改造成本,因此这将使SLS火箭的年发射率不会超过3次。

(1)由于EUS要比SLS Block1型火箭所使用的过渡低温推进级(ICPS)长35英尺(约10.67米),因此与主芯级前裙脐带(CSFSU)相关的部件(如乘员进入臂等)均需改进:①采用氢气排放臂、液氧脐带臂和液氢脐带臂替换被废除的ICPS脐带臂;②对全部低温滑动垫具进行重新设计,同时对ML上的低温管线的长度和直径进行修改,以便保障推进剂加注流量5倍于ICPS的EUS;③增设2个液压控制系统,以用于新加的2个脐带臂,但由于脐带塔的使用空间问题,该设计处于待定状态。

(2)在ML约220英尺(约67.056米)高度以上的所有地面保障设备(GSE)系统均需重新设计安装,包括AC电源、照明、升降机、消防报警、防火、饮用/化粪池水等。在320英尺(99.06米)高度增设一个电气间。此外,还对大量电缆的应用进行演示验证与重新加工。

(3)由于SLS Block1B型火箭的重量和高度增加,同时ML的GSE系统改造引起ML的整体结构发生变化,使得ML的重量也随之需要修正。NASA表示, ML的结构性加固是可行的,但实际的运作仍存在着一些待定问题。由于要增加约530000磅(240.36吨)的钢材料,因而会对ML产生两方面的影响,而这些影响对NASA来说仍是巨大的技术挑战:①塔主体。有8层平台需进行对角线性改造;10层平台需进行柱体改造;2层平台因增加电气间而需重新设计加工;乘员进入平台的位置则需重新设置;脐带臂支架需进行重大结构性改造。②塔基座。需对桁梁、桁架进行大量加固;需开展大量的验证工作。

2.发射台。SLS火箭4台RS-25主发动机所需液氢和液氧的质量比为6:1。由于液氢的储存用量需考虑发射中止与返回技术区因素,在箭上的液氢需重新排放回至储罐的情况下,储罐内的液氢将因损耗而短缺330000加仑(1500180升)用量,从而无法有效保障后续24~48小时的再次发射。目前,KSC的发射台部件集成小组(EIT)正在商定39B发射工位液氢应用的方案设计,并拟为SLS Block1B型火箭增加建造一个容量为1400万加仑(6364400升)的液氢储罐。

而对于对于未来的SLS 2型火箭,NASA仍需建造一个容量为300万加仑(13638000升)的液氢储罐。(赵晨 郭凯)

信息来源:中国载人航天工程网
(责任编辑:张琦
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