航天器发射场毕业论文.doc
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1、毕业实习论文 中国航天器发射场姓名:班级:时间 :中国航天器发射场摘要:首先介绍了一般航天器发射场的概况,包括选址问题,结构组成及相应的功能。然后重点对中国四大发射中心的地理位置、发射历史、应用情况与前景等进行了具体的描述。关键字:航天器发射场;酒泉卫星发射中心;西昌卫星发射中心;太原卫星发射中心;文昌卫星发射中心一、引言航天器发射场是指发射航天器的特定区域。场区内有整套试验设施和设备,用以装配、贮存、检测和发射航天器,测量飞行轨道,发送控制指令,接收和处理遥测信息。航天器发射场的组成和功能与导弹试验靶场基本相同,有的是根据航天试验的特殊需要专门建造的。发射场通常建在人烟稀少、地势平坦、视野开
2、阔、气候和气象条件适宜的地方,并且应考虑所发射方向的主动段航区上没有大城市、重要工程。二、发射场总体简介2.1位置选择 航天器发射场的位置根据航天器发射试验技术的特点和安全要求选定。运载火箭发动机所用的推进剂多有毒性,易燃和易爆,火箭发动机点火后喷出的有害气体会污染周围的环境,助推火箭或运载火箭的第一级在完成工作后坠落地面,或因故障和失误造成发射失败,都会对地面生命财产构成严重威胁。因此,通常把航天器发射场选在人口稀少,地势平坦,视野开阔,地质、水源、气候和气象条件适宜的内陆沙漠、草原或海滨地区,也有建在山区或岛屿上的。地球自转的影响也是选址的考虑因素。特别是发射地球静止卫星或小倾角轨道航天器
3、的发射场,宜选建在地球赤道附近或低纬度地区。这样的地区比较容易获得小倾角轨道,能减少远地点变轨所需要的能量,缩短从发射点到入轨点的航程。法国圭亚那航天中心就是根据这一考虑选址的。2.2组成要素航天器发射场通常由测试区、发射区、发射指挥控制中心、综合测量设施、各勤务保障设施和一些管理服务部门组成。某些航天器发射场还包括助推火箭或运载火箭的第一级工作完成后的坠落区和再入航天器(如航天飞机的轨道器)或回收舱的着陆(溅落)区。航天器发射场的全部设备分为专用技术设备和通用技术设备。专用技术设备包括:运输设备、起重装卸设备、装配对接设备、地面供电设备、地面检测和发射用电气设备、自动控制设备、推进剂贮存和加
4、注设备、废气和废液处理设备、发射勤务设备、遥控和监控设备、测量和数据处理设备。通用技术设备有:动力、通信、气象、计量、给排水、供气、消防、修理等设备。固体火箭的航天器发射场设有专门的固体火箭装配厂房及其辅助设施。航天飞机发射场,还设有轨道器返回着陆设施(如跑道和其他着陆设施),设有轨道器检修、装卸载荷、有毒燃料处理等设施和设备,以便修整后重复使用。2.2.1测试区测试区是航天器发射场内进行技术准备的专用区域。设有运载火箭和航天器装配、检测和试验用的整套设施和设备。主要设施有:运载火箭装配测试厂房、航天器装配测试厂房、固体火箭装配厂房、供气站、充电站、火工品库、地面设备库和各种实验室。此外还有电
5、力站、通信、给排水、行政办公等设施。运载火箭装配测试厂房是测试区的主要建筑,用于运载火箭装卸、存放、检查、测试和与航天器对接以及火箭转运的准备。厂房有若干个装配测试工作间,工作间内设有装配、起吊、检查、测试、监控、通信、数据传输等设备,以及供电、供气、供水、 照明、 空调、消防等设备。根据运载火箭技术准备方式,装配测试厂房有水平装配测试和垂直装配测试 2种建筑形式。在前一种厂房中,运载火箭和航天器(各子级分开或整体)呈水平状态放置和运往发射区。在后一种厂房中火箭呈垂直状态放置和运往发射区。航天器装配测试厂房的作用、设施和设备与运载火箭装配测试厂房相似。由于航天器各舱段的气密性和清洁度要求高,这
6、里还有完备的气密性检测设备和工作人员使用的清洁室,厂房具有良好的密封性和净化度。固体火箭装配厂房是固体火箭贮存、装配和检查测试的专用设施。固体推进剂易燃、易爆,这个厂房单独建在远离建筑群的地方,并有防爆、防静电、避雷和消防设施。供气站向运载火箭和航天器供应压缩气体(见发射区)。充电站为运载火箭、航天器蓄电池充电并检测电池性能,它配有成套的充、放电和检测设备,室内采取防腐蚀措施。火工品库是贮存和检测运载火箭、航天器的电爆管、爆炸器等火工品的设施。为了安全防护,库房多建成地下式或半地下式的建筑物,并用土堤围护。库内有防爆、防静电、避雷和消防设施。实验室是对运载火箭和航天器内各系统的单个仪器设备进行
7、检测、试验的设施。主要设备有陀螺平台、计算机、电源、遥测遥控设备、姿态控制设备、程序控制装置、跟踪测控仪器、安全装置的各种试验设备以及各种模拟装置等。2.2.2发射区航天器发射场内具有发射设施和发射功能的专门区域。发射区用于进行运载火箭和航天器的发射前准备和发射。一般包括:发射装置、发射控制室、加注、供气、供电、通信、消防、瞄准、电视、照相等系统和废液处理设施、避雷装置等。一个航天器发射场可有一个或几个发射区。发射区的规模取决于发射工位的数目和设施的类型。一个发射区可设置一个或多个发射工位。发射装置包括:发射台、勤务塔和脐带塔。发射台用以支承和固定运载火箭和航天器,进行垂直度调整、方位瞄准和与
8、其他装置管线连接。发射台有活动式和固定式两种。活动发射台是安装在钢筋混凝土基座上的支架式或盒式钢结构装置,便于拆卸和搬运。它有回转框架、可侧倒的支承臂和液压传动装置,能使运载火箭对准发射方向。固定发射台一般是方形钢筋混凝土结构,台上有支承运载火箭的支柱,下面设有导流槽,用以排导高温、高速的燃气流,防止火焰向上反卷烧毁火箭。勤务塔用于运载火箭和航天器吊装、对接,提供检查维护和测试的工作条件。勤务塔是钢架结构,在运载火箭和航天器的不同高度处,塔上有相应的封闭式或敞开式工作平台,便于工作人员接近运载火箭、航天器和航天员进入航天器的入舱口。塔上装有旋臂式起重机,并设有电梯、空调、照明、通风和通信系统以
9、及各种管线。勤务塔也分移动式和固定式两种。脐带塔固定在发射台侧面的钢制桁架结构。塔上敷设有液体推进剂、压缩气体、供水和空调等管路,以及测试、动力、通信和电视电缆。脐带塔装有数根回转式或伸缩式悬臂架,使各种管、线通过悬臂架与运载火箭和航天器相连接。有数层活动工作平台,供加注(或泄出)推进剂、充填压缩气体和临射状态检测时使用。塔上各层工作平台和悬臂架分别在起飞前的规定时刻内脱离运载火箭和航天器。有的脐带塔上装有旋臂起重机,兼有勤务塔的作用。2.2.3发射指挥控制中心对航天器发射试验实施指挥、监控和管理的机构,又称发射控制中心,由发射控制室、指挥控制室、安全控制室、计算中心和设备保障室组成。根据航天
10、任务、发射区和发射工位数目以及可靠性要求,可设置一个或数个发射控制室。发射控制室内设有各种操作控制台、自动检测和发射控制设备、计时装置、发射状态显示板、数字显示屏、各种记录设备和辅助设备,利用这些设备控制运载火箭和航天器的检测、加注、定向、发射、消防,同时监视和控制发射区各系统状态参数。指挥控制室是指挥、协调、控制和监视发射场各试验系统。室内设有供各类人员使用的指挥控制台、终端设备、电视设备、指挥通信设备;还装有显示发射作业计划、气象、运载火箭飞行状态、测控设备状态和各种时间参数的大型显示板。 安全控制室主要用于控制航天器的安全发射和飞行。室内设有安全控制台、通信设备和显示运载火箭飞行的瞬时坐
11、标、速度、加速度和落点的大型显示板,还有航天器入轨参数的显示设备和其他记录设备以及报警装置。安全指挥员根据计算机的安全判断或对实时显示结果进行安全判断作出决策(见靶场安全、火箭飞行安全控制)。计算中心设有大型计算机、程序库、数据库、电视与显示装置和辅助设备。计算中心在发射和飞行过程中实时计算、记录处理各种测量信息,并把计算结果传送到发射控制室、指挥控制室、安全控制室、测控站和航天控制中心。设备保障室是发射指挥控制中心与发射场区内部、外部进行信息交换的枢纽,也是时间统一系统和数据传输中心。它拥有通信设备、时间统一勤务设备、数据传输设备、电源配电设备、空调设备等。2.2.4综合测量设施监测运载火箭
12、和航天器各系统工作状况的多功能综合设施,包括:计算中心、航区测控站和测量船。测控站、测量船布设在运载火箭和航天器飞行航区的沿线,装备有测量设备、时间统一勤务设备、通信和电视设备、信息处理设备和遥控设备以及相应的辅助设备。测量设备有无线电遥测接收设备、无线电弹道测量设备、光学(激光、红外)测量设备等。测量站对获得的运载火箭和航天器弹道参数、遥测信息、电视图像进行处理、显示和记录,同时传送给计算机中心和发射指挥控制中心处理、显示、判断,然后发送到航天控制中心。2.2.5勤务保障设施和管理服务部门包括:各种推进剂、低温液体和润滑材料贮存库,生产液氧、液氦和液氢的工厂,通信设施,气象保障设施,供电、供
13、水设施,大地测量部门,行政管理部门,后勤保障部门等。这些勤务保障、管理服务设施和居住区通常建在离发射区较远的地方。三、中国航天器发射场目前,中国共有三大发射场:酒泉卫星发射中心、西昌卫星发射中心和太原卫星发射中心。另外,在建的文昌卫星发射中心在未来的深空探测方面也将发挥重大作用。3.1酒泉卫星发射中心酒泉卫星发射中心又称“东风航天城”,是中国科学卫星、技术试验卫星和运载火箭的发射试验基地之一,是中国创建最早、规模最大的综合型导弹、卫星发射中心,也是中国目前唯一的载人航天发射场。3.1.1简介额济纳酒泉卫星发射中心是中国最早建成的运载火箭发射试验基地,地理位置是在内蒙古自治区阿拉善盟额济纳旗境内
14、,是测试及发射长征系列运载火箭、中低轨道的各种试验卫星、应用卫星、载人飞船和火箭导弹的主要基地,基地并负有残骸回收、航天员应急救生等任务,截至2005年10月,中国发射了约50颗人造卫星,其中37颗在酒泉发射。额济纳酒泉卫星发射基地又名额济纳东风航天城,始建于1958年,辞海关于额济纳酒泉卫星发射中心的词条解释为:位于甘肃省酒泉市东北。这样的解释误导了很多人,事实上,它位于内蒙古西部阿拉善盟的额济纳旗巴丹吉林沙漠西北边缘,在地图上准确的地理位置是在内蒙古自治区阿拉善盟额济纳旗境内的巴音宝格德山下,最早地址在宝日乌拉,1958年为了国防建设,额济纳蒙古牧民近1386人和500多户,迁往额济纳古日
15、乃和马鬃山地区,为国防建设做出了伟大贡献。由于地处荒凉,最接近的城市是甘肃酒泉市,为保密需要因而为名。该地区属内陆及沙漠性气候,地势平坦,人烟稀少,全年少雨,白天时间长,每年约有300天可以进行发射试验。现在,酒泉卫星发射中心已经成为单独的军事禁区。额济纳酒泉卫星发射中心是中国建设最早,规模最大的卫星发射中心,也是各种型号运载火箭和探空气象火箭的综合发射场,拥有完整、可靠的发射设施,能发射较大倾角的中、低轨道卫星。中心自1958年创建以来,曾为中国航天事业的发展创造过骄人的十个第一:1970年4月21日,中国的第一颗人造地球卫星在这里升起;1975年11月26日,第一颗返回式人造地球卫星在这里
16、升空;1980年5月18日,第一枚远程运载火箭在这里飞向太平洋预定领空;1981年9月20日,第一次用一枚火箭将三颗卫星送上太空;随后还有第一次为国外卫星提供发射搭载服务、第一艘载人飞船,都从这里顺利升空至今,酒泉卫星发射中心已成功地发射了21颗科学试验卫星,其中,这里发射的8颗可收回卫星,成功率达100%。3.1.2发射历史数十多年来,额济纳东风卫星发射中心建立起了一套比较完善的综合发射设施,拥有一支过硬的科技队伍。先后发射卫星37颗,创造了中国航天发射史上多个第一:1960年11月5日,这里成功地发射了中国制造的第一枚地地导弹。1966年10月27日,中国第一次导弹核武器试验也在这里试验成
17、功。自1970年4月24日,长征一号运载火箭成功发射中国第一颗卫星“东方红一号”以来,酒泉卫星发射中心用长征一号、长征二号丙及长征二号丁火箭已成功发射了20多颗科学实验卫星。1975年11月26日,中国第一颗返回式卫星在这里发射成功。1987年8月,额济纳酒泉卫星发射中心为法国马特拉公司提供了发射搭载服务,使中国的航天技术从此开始走向世界。1980年5月18日,中国第一枚远程运载火箭也在这里发射成功。1992年10月,额济纳酒泉卫星发射中心首次为国际用户执行了发射任务,即利用长征二号丙火箭发射中国返回式卫星时搭载发射瑞典空间公司的弗利亚卫星进入预定轨道,获得成功。1999年11月20日,“神舟
18、”号试验飞船从这里发射升空,拉开了中国载人航天工程的幕布。此后“神舟二号飞船”, “神舟三号飞船”,“神舟四号飞船”,“神舟五号飞船”,“神舟六号飞船”,“神舟七号飞船”相继从这里成功发射。在载人航天飞行任务中,酒泉卫星发射中心主要承担发射场区的组织指挥,实施火箭的测试、加注、发射,逃逸塔测试,整流罩测试,人船箭地联合检查,船箭塔对接和整体转运,提供发射场区的气象、计量和技术勤务保障,并在紧急情况下组织实施待发段航天员撤离及逃逸救生。3.1.3飞船发射场在世界的23个发射场中,中国的酒泉卫星发射中心与前苏联拜科努尔发射场、美国的肯尼迪航天中心齐名,能够发射载人航天器。飞船发射塔通体粉绿色,高达
19、百余米,全部为钢架结构,矗立在沙漠中。塔架上设有固定平台和可升降的工作平台,供科技人员对飞船、火箭进行发射前的最后测试、检查。夜间,几十支探照灯同时照亮塔架的轮廓,使之成为戈壁中最辉煌的建筑。发射塔架承担的主要任务是,完成飞船火箭组合体功能检查、推进剂加注、航天员进舱、点火发射、航天员应急救生等工作。在发射前夕,如若出现紧急情况,航天员可迅速通过逃逸滑道进入地下安全掩体。垂直总装厂房高达93.5米,是亚洲最高的单层建筑,曾获我国建筑界的最高荣誉“鲁班奖”。垂直总装测试厂房是发射场的核心建筑,由于其建筑技术难度高,目前世界上只有少数发达国家能够建造。楼体主色调为纯白,两侧嵌有淡蓝色的巨幅捆绑型火
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