航天发射场是现代科学技术的结晶,鉴于航天发射任务的特殊性,进行总体设计时,必须满足技术先进性、综合性和高安全可靠性等基本要求。
1.技术先进性
航天测试发射技术属于航天工程技术的分支,以基础科学和技术科学为基础,集中应用了多种科学技术的最新成就。同时,航天测试发射技术又是一门研究火箭和航天器发射原理、发射方式和发射设施的设计、制造、试验、使用的工程技术,是一门综合性、系统性极强的交叉学科。
航天测试发射技术是一门学科密集型技术,涉及多学科的知识和内容。例如为解决火箭测试的问题,需要研究以基础力学和固体力学为基础的火箭导弹发射动力学,以及以热力学与流体力学为基础的弹道学和燃气射流动力学;为解决发射保障技术问题,需要研究以车辆工程为基础的特大型火箭、导弹运输和安装技术,以土木工程和机电工程为基础的发射场工程设计技术等;为解决发射技术问题,需要研究以自动控制技术和测试技术为基础的火箭、导弹检测与监控技术,以深冷技术为基础的低温推进剂安全、快速、精确加注技术。因此,随着与之相关的科学技术的探索和发展,航天测试发射技术也应紧跟现代科学技术体系的发展,把最前沿的理论和技术应用于航天发射场系统的总体设计中,不断拓展学科领域,为可持续发展做好技术储备。
为了提高航天发射场总体设计的效率和质量,需要采用先进的设计方法和手段。20世纪70年代发展起来的计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD)技术已经成为总体设计的一种先进手段,这种技术以计算数学、计算机绘图技术、计算机数据库管理和优化设计等为基础,借助计算机中贮存的大量空气动力、非标、结构力学数据和几何制图模型,辅助设计人员选用大量工程信息和专业模块快捷方便地开展总体优化设计,使总体设计的效率得以极大提高。
2.综合性(https://www.xing528.com)
航天发射场系统的设计,要按照总体技术指标要求,优先满足航天器和运载火箭的测试发射技术要求。同时,还要考虑经济性、通用性和适应性,尽可能地适应长远发展和多种航天测试发射的需求,同时也要兼顾国家航天发展战略和航天发射场本身运行维护的经济效益、社会影响等,统一规划航天发射场的系统设计,使航天发射场各种设施设备、功能和不同学科专业之间分工明确、协同一致,与运载火箭和航天器等其他系统之间的“接口”关系条理清晰、衔接通畅。
3.高安全可靠性
航天发射是高风险的事业,运载火箭和航天器在发射场的测试发射过程也是关键一环,任何部件故障或人为的差错都有可能酿成事故。因此,安全可靠性对于航天发射场系统具有特殊的重要意义。
航天发射场系统的总体设计内容必须包括可靠性设计,必要时应同时考虑安全性、维修性、保障性和测试性的问题。在总体设计开始时,应把可靠性和安全性作为一项设计目标予以固定,并在整个总体设计实施过程中贯彻落实。系统总体和各个分系统都应开展安全性和可靠性设计,采取冗余、容错、环境设计、降额设计等方法,切实提高航天发射场设施设备的固有可靠性。要适时组织开展可靠性试验,对关键部位开展环境应力筛选、可靠性增长和可靠性验证试验。所有开展的可靠性和安全性工作,最终需要通过可靠性评估验收。
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