航天发射场总体设计,是从国家航天发射事业发展和航天工程的顶层角度,综合考虑各种与航天发射场相关的因素,权衡航天发射场的能力需求和使用效益,系统规划和确定航天发射场发展建设方案,进而实施和实现航天发射场能力的过程。
航天发射场是一个复杂的系统,总体设计需要借助系统工程方法,通过各个分系统的有机结合,进而实现整个工程大系统的总体权衡优化。在总体设计过程中,分系统与分系统之间、分系统与大系统之间的矛盾都需要从总体层面协调解决,并通过各分系统予以实施。
航天发射场总体设计的内容主要包括以下几个方面。
1)发射任务需求分析
发射任务需求分析是开展航天发射场总体设计的首要内容。一般要根据国家航天技术发展规划和航天器、运载火箭对航天发射场的测试发射技术要求,分析航天发射场建设的任务需求。
2)航天发射场总体技术指标确定
根据发射任务需求,结合国家航天发射场发展战略和发展规划,合理确定航天发射场的发射能力、年发射次数、发射可靠性、发射安全性等总体技术指标。
3)航天发射场选址论证
根据国家地理态势和规划中航天发射型号的需求,综合地理环境、国防安全、交通周边环境等因素,确定航天发射场所在的地理位置。航天发射场选址是航天发射场工程优先启动的论证项目。航天发射场址一经确定,将对国家航天发射能力的长远发展产生影响。
4)运载火箭航区与残骸落区安全分析
运载火箭航区主要指运载火箭弹道飞行所经过的空域,残骸落区主要指运载火箭正常飞行各子级和整流罩工作结束后残骸坠落到地面上的区域。运载火箭航区和残骸落区安全的研究,主要是为了解决航天发射场首区安全控制问题,使运载火箭航区尽量避开人口稠密的大中城市、重要工业及军事地区,使残骸落区人烟稀少且利于残骸回收。通过弹道计算,必要时调整射向以保证运载火箭航区和残骸落区的安全。(www.xing528.com)
5)测试发射模式选取与工艺流程制定
测试发射模式(简称测发模式)是航天发射任务中的特定术语,主要以运载火箭在发射场(技术区或发射区)测试停放状态(垂直或水平)、运载火箭各子级或部件组装成火箭系统的工作状态(垂直或水平)、运载火箭和航天器从技术区到发射区的运输状态(垂直或水平)3种状态来区分或定义。测发模式对制定测试发射工作流程、确定发射系统的组成和主要设施的功能,乃至航天发射场设施的总体布局有着极为重要的作用。
6)航天发射场系统的组成和总体要求确定
为实现航天器和运载火箭测试发射的特定任务功能,航天发射场一般是由多个功能分区和多个系统组成的。根据确定的航天发射场总体技术指标、选取的测发模式和制定的基本测发工艺流程,进一步确定航天发射场系统的组成和功能分区,明确提出主要设施设备和各个分系统的任务功能、工作流程及主要技术指标与要求。
7)航天发射场区总体工艺布局设计
围绕航天器测试发射的任务需求,按照已经明确的运载火箭和航天器在发射前的工艺流程、所用到的航天发射场设施设备,基于危险因素分析和安全区域划分方法,结合航天发射场区的自然环境条件、射向、交通运输、勤务保障等因素,研究确定航天发射场的功能分区,确定各主要设施的地理布局。
8)总体规划与环境设计
根据总体工艺布局设计结果,进行场区功能分区规划、道路交通规划和生态发射场区规划等。
9)主要设施和系统设计
按照已经明确的航天发射场内设施设备、道路、环境、生态等要素的功能和要求,通过工程设计过程实现主要设施和系统设计。
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