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火箭的“宝座”

(2007年03月28日 15:19:12)
来源:《太空探索》

□作者: 高 歌

[1]

  
  本刊2006年第5期刊登了《“爬行” 40年》一文,细心的读者可能注意到,“爬行者”履带运输车并不是直接把土星火箭和航天飞机“背”在身上,而是依靠一个盒子一样的东西。因此,这一期我们就来认识一下这个和“爬行者”“情同手足”的发射设备——美国肯尼迪航天中心的发射平台。
  发射平台也是垂直装配、垂直测试、垂直运输思想的产物,也诞生于阿波罗载人登月时期,它和“爬行者” 履带运输车是一对“孪生兄弟”。建造它的目的有三个方面:在飞行器装配大楼内装配和测试飞行器;在运往发射台途中作为运输平台;在发射台上用于飞行器的加注、点火和发射。
  发射平台是一个焊接而成的盒子样的钢结构,长52米、宽41.7米、高7.6米。平台内分为A、B两层,里面分成许多大小不一、面积33至 149平方米不等的房间,其中A层有 21个房间,B层有22个房间,另有5个房间上下两层相通。房间里面安装着操作测试需要的各类设备,包括计算机系统、加注推进剂控制设备、充电装置、液压试验装置、电源、环境、导管系统等。每个房间根据需要,分别采用空调、通风、隔音等措施,如计算机间的温度为23.9±1.11℃、相对湿度45±5%。同时,每个房间的地板都采用了防震技术,安装精密设备的房间还采用了防震弹簧或冲击隔离装置,墙壁衬以5厘米厚的玻璃纤维,从而使机械振动小于±0.5g,最小频率仅有0.1周。此外,为减小发射噪声的影响,还采用了隔音和消声等措施,当发射时发动机附近的噪音达172分贝、其它房间130分贝时,计算机房间的噪音仅有110分贝。进入发射平台可以通过5个门,两个在A层,三个在B层。
  
  发射平台的甲板在阿波罗载人登月时期和航天飞机时期不尽相同。阿波罗登月时期,甲板上设施比较复杂,一侧设计了一个13.7米×13.7米的正方形排焰孔,土星5号火箭第一级五台伸出约3米F-l发动机正好放入这个孔中,发射时产生的烈焰通过它排向发射台下的导流槽。正方形排焰孔每一边的中间安装有4只支撑牵制臂,它们通过特殊加强的结构与发射平台构成一个整体。每只支撑牵制臂长3.04米、高3.35米,底部宽l.82米,重20.4吨,能支撑 1360吨重量。它们的作用有两个:一是在飞行器起竖对接、测试和运输过程中支撑和固定飞行器;二是在发动机点火至达到全推力之前的7秒至8.9秒的时间内牢牢抓住飞行器,只有当计算机检测到发动机达到全推力时才松开。
  另一侧是一座十分抢眼的脐带塔。它是一座116米高的钢架结构,最低处尺寸 18.3米×33.5米,24米以上为12.2米×12.2米。脐带塔安装着通向土星火箭的八只服务臂和一只通向阿波罗飞船指令舱的服务臂。在通向阿波罗飞船指令舱服务臂的末端安装着一个俗称“白室”的环境调节室,每次发射前,航天员从这里进入飞船。脐带塔还安装了17层工作平台,每层工作平台的工作面积为12.2平方米,设有推进剂、电气、液压,以及电视、通讯、供水和环境控制系统。脐带塔的顶端是一台起重机,它可以每分钟一转的速度回转,提升能力取决于吊钩与塔垂直中心线之间的距离。
  
  发射平台还设有庞大的供水系统,包括空调用冷凝水、生活用水、工业用水和消防用水。空调用冷凝水装在平台上的几个扇形盘管装置中,用于饮用、洗脸和淋浴的生活用水分别装在平台内和脐带塔上面。工业用水是为了保护发射平台上的设备在发射时不被损坏,发射平台上有一根直径91.4厘米的导管,上面有12根多孔喷管和29个喷嘴,发射时它将以每分钟18万升的流量将水喷向发射平台,以减小发动机燃气的破坏。此外,在脐带塔的4层平台上也设有喷水系统,所有喷嘴产生的喷雾都直接对着飞行器。在发射平台内和塔的各层平台上还设有一个与地面污水系统相连的排水系统。
  发射平台使用的电源包括4种:仪器电源、工业电源、电子稳压电源和应急电源,运输过程中由“爬行者”运输车提供。
  发射平台的底部有4个方形的突出部,用来与“爬行者”运输车四角平面连接装置和定位系统相连,以便进行固定。当发射平台被“爬行者”运输车运送到发射台后,它将与发射台的6套支撑系统对接。支撑系统包括6根高6.7米、直径76毫米的钢支柱,它们可以在上下50毫米的高度范围内进行调整,能经得住膨胀和收缩以及各种风载条件下的水平载荷。对接前,每根支柱将通过大螺栓的旋转进行水平调整,然后用12个高强度的大螺栓将发射平台固定在发射台上。
  
  发射平台共建造了三座。平时,它们停放在肯尼迪航天中心飞行器装配大楼附近的停放场上,使用时再送到装配大楼里或发射场上。
  20世纪70年代后期,为适应航天飞机发射任务,三个发射平台进行了改建。改建后,每座发射平台上原来的一个排焰孔被改为三个,分别用来容纳航天飞机轨道器三台发动机的喷管和两枚固体火箭助推器的喷管。脐带塔也进行了“废物利用”:24.4米以下和85.3米到103.6米的部分拆除, 24.4米以上至85.3米和103.6米至115.7米的部分拆下后被固定到发射台上。支撑牵制臂也取消了,固定航天飞机依靠固体火箭助推器尾部的8个支撑结构和压住支撑结构的8个Γ形压板。供水系统也进行了改装,从发射前8秒钟开始,安装在平台两侧的29个高压水龙头将以每分钟38万升的流量将水喷向三个排焰孔,用以吸收发射产生的巨大声能和热能。还有一个显著的变化是在主发动机排焰孔两侧安装了两个尾部维护支座。


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