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    在火箭运输过程中,如何保持火箭竖直不倒呢?

    2019-11-30 20:34:50

    转载请注明:【文章转载自公号:中国航天科普(id:space-more)】

    如果我们用一只手垂直托着一个羽毛球拍并尽量使球拍不倒,会发现这不能维持很久。为什么维持羽毛球拍直立如此困难呢?这是因为羽毛球拍重心不稳,支撑点又小,很难稳定。与羽毛球相比,火箭要高得多、重得多,那么,在火箭运输过程中,如何保持竖直不倒呢?

    发射前,火箭要在技术厂房内的活动发射平台上进行组装和测试。当卫星或飞船以及逃逸塔安装测试完毕后,火箭与卫星、飞船的组合体将随活动发射平台一起,在保持垂直的状态下转运到发射塔上。

    火箭的垂直转运

    火箭与卫星、飞船的组合体有多沉多重呢?以神舟飞船和长征2f火箭为例,组合好的组合体总质量达43t,总高度近60m,而底部的4个支撑点分布在火箭芯级尾段,直径仅3.35m的圆周上。组合体就像一个头重脚轻的巨人,重心高,支撑点小,非常不稳。

    火箭底部有4个支撑点分布在火箭芯级尾段

    为了hold住火箭与卫星、飞船的组合体,技术人员为它量身设计了超大超重的活动发射平台。算上火箭与卫星、飞船的组合体以及活动发射平台的重量和高度,总高将近70m,总质量将近800t,为火箭稳住阵脚。

    火箭的活动发射平台

    这个庞然大物所到之处,地面都会被压得下沉。而这竟然也是火箭运输中的一个危险因素。一旦地面下沉不一致,火箭的两个支撑点高度只要相差1mm,火箭的端头,也就是整流罩、逃逸塔部分,就会产生约20mm的横向偏移。再计入火箭偏斜所导致的整个箭体结构的弯曲,会造成火箭端头加速偏移。此时,火箭巨人会像醉酒一样摇头晃脑,潜伏着巨大的危险。

    除了地面因素,发射场的风也会影响火箭的稳定,使它不断摇晃。虽然这些因素在火箭方案设计阶段全都考虑过,但是究竟会产生多大的影响,带来多严重的后果却无从考据。因此需要进行垂直运输试验,搞清火箭竖立在活动发射平台上全箭结构的活动特性,以及在各种运输速度和不同大小地面风作用下,火箭全箭各个部位的情况。

    为了避免运输中发生危险,特别是火箭摇头晃脑的情况,技术人员设计制作了一种动力减振器。能够帮助火箭在出现弯曲振动的情况时,激起动力减振器的共振。而动力减振器的基础放在逃逸塔根部,这里既能够承力,同时又是振动位移很大的地方。

    动力减振器

    当火箭头部有了振动,动力减振器就会起到一个阻滞火箭头部出现摇头晃脑动作的作用。这种动力减振器还应用在很多摩天大楼上,用来抑制高楼顶部在风作用下出现的大幅度振动。

    在动力减振器的保护下进行的火箭全箭垂直运输试验,模拟了垂直运输条件,为火箭的调整和修正提供了宝贵的数据资料。经过调整后,火箭在以后的运输中,不用动力减振器也能顺利地完成火箭的垂直运输。

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