中国科技成果 文昌发射场亮点多

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  “天问一号”、“嫦娥五号”等航天明星相继在文昌航天发射场升空,是中国科技和航天大事,也掀起新一波太空热。对很多人来说,搭载这些探测器的火箭升空,就是电视新闻中十几秒画面:火箭在倒数后点火,然后腾空而起,但其实发射场的每项设备、火箭发射的每个程序,都是中国科技结晶,大有“睇头”。

中国科技:活动发射平台重2000吨

  发射场要发射箭火箭,先要从制造基地运来火箭。文昌航天发射场相比中国其他发射场的优势之一是靠海,例如“长征五号”这款中国科技火箭,就会由“远望21”、“远望22”专用船只运送,直接从制造基地天津出发,用5至7天时间、航行约1,800海里(3,300多公里),到达海南清澜港西码头,再通过公路运往发射场。至于卫星等航天器,由于体积小得多,可以空运至海口美兰机场,再经公路运往发射场。

  接下来,火箭和航天器先在综合测试大厅进行测试,然后进入同样是中国科技产物的垂直总装测试厂房,在活动发射平台上进行起竖、对接和综合测试。文昌航天发射场目前有两座垂直总装测试厂房,供“长征五号”、“长征七号”、“长征八号”等火箭使用,前者高达99.4米(相当于一般住宅约30层楼高度),是亚洲最高单层建筑,而厂房的巨型大门由左右各5扇对开的钢桁架铁门组成,总重784吨。

文昌航天发射场首飞。图为“长征八号”完成技术区相关工作后,垂直转运至发射区。(图片来源:中新社)

  火箭完成总装测试后,便由活动发射平台以每分约20多米速度,垂直运送到2.8公里外的发射塔。这个新一代活动发射平台重达2,000吨,靠16个巨轮在20米宽的轨道运行,定位达到毫米级。

  另外,以往承担载人航天发射任务的“长征2F”火箭,虽然也是采用类似模式装运,但转运时火箭需要先“熄机”,断开与总装厂房测试控制设备的连接,直至到达发射塔后再与另一套设备连接和重新“开机”,才能发射。而新活动发射平台则有“脐带”连接火箭,全程监控,令火箭始终保持“开机”状态。这不单减低期间火箭状态出现异常的可能,更令火箭从转运到发射的时间可以缩短到一天半,从而加快发射周期。

中国科技:发射塔高90米 共12层 

  据报道,文昌航天发射场有每年4枚“长征五号”、5至6枚“长征七号”的发射能力。

  到达发射塔后,工作人员会为火箭加注燃料,准备升空。目前文昌航天发射场有两座发射塔。其中“长征五号”的发射塔高91.7公尺,而630米外的另一个发射塔则高85.8公尺。

  以“长征五号”的发射塔为例,它一共12层,由固定部分和活动部分组成,固定部分里面由各个系统的设备设施间和工作间组成,活动部分则是三组回转工作平台,当组装完成火箭经由活动发射平台垂直转运到发射塔后,回转工作平台就会“关门”,把火箭包围起来,既为它遮风挡雨,也方便工作人员作最后检查和加注推进剂。直至发射前数小时,回转工作平台才会打开,露出火箭。

火箭完成组装后,经轨道垂直运往发射塔,整个过程需要约3小时。(网上图片)

  作好一切准备后,搭载航天器的火箭在预定时间点火发射,远征太空。

  此际发射塔上除了众多先进设备仪器运作外,还有一个少为人知的设施会发挥重要作用,这就是一个巨型水箱。

  原来火箭点火后,引擎喷出火焰温度高达3,000多度,足以熔化多数金属,要保护发射平台和内部设备,就要给它降温;和国际先进做法一样,文昌航天发射场采用的降温方法是喷水。

中国秓技:20秒喷水400吨 为发射降温

  为此,发射塔的12层设有一个可以装载600吨水的水箱(标准泳池的水容量约为2,250吨),水箱两侧有直径1.8米的水管,直通发射平台两侧的喷水装置。当火箭点火并起飞到大约5米高时,其中400吨水就会倾泻而下,在短短20多秒间喷出,迅速为发射平台降温。

400吨水既为发射平台降温,也降低火箭发射时的噪音。(图片来源:中新社)

  这400吨水的大约30%会高温蒸发,水蒸气便就形成大家在火箭发射时所看见的滚滚白烟。另外大约60%的水会通过导流槽流走。这个导流槽采用锥形双向结构,是中国目前最大的导流槽,其主要作用是火箭发射时,把点火产生的烈焰导流出塔架外侧。

  另外,大家在图片或电视片段中,或会留意到在两座发射塔周围还各有4座更高的“铁塔”,这就是避雷塔。

  文昌航天发射场地处沿海带,暴雨频繁,平均每年雷电天数高达113天,发射塔容易受雷击,而受到雷击电磁脉冲干扰的机率更大。为解决防雷问题,工程人员在每座发射塔四周,建立4座120米高避雷塔,并以金属线相连,组成立体式防雷电系统。根据电脑模拟计算,这系统的雷击防护效率可达到98.6%,高于国内现有发射场防雷电系统的90%。

发射塔周边有四座避雷塔,下方则是巨型导流槽。(网上图片)

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