www.betvictor92.com-NASA细化完善SLS火箭首飞任务的关键操作项方案
发布日期:2016-09-06 浏览次数: 字体【

据NASASpaceFlight网站2016年8月16日报道,美国国家航空航天局(NASA)的探索系统研发部(ESD)近日针对航天发射系统(SLS火箭)的研制情况进行了一次进展评审,并向NASA顾问委员会提交了相关报告。报告显示目前仍有若干项任务和问题亟待解决,但通过NASA对SLS火箭首飞任务的总体实施方案的不断细化完善,其研制过程正稳步推进。

2016年前7个月的部件研制与测试结果表明,目前SLS火箭首飞任务所需的大部分单元均已完成,只有乘员舱(CMA)适配器与欧空局服务舱(ESM)段、“猎户座”飞船乘员舱及SLS火箭主芯级(CS)等3个关键性单元仍处于修正阶段。ESD副首席助理比尔•希尔表示,ESM的交付时间拟为3个月之后,“猎户座”飞船的交付时间拟从2018年1月推迟至4月,CS的交付时间则拟从2018年1月推迟至3月。目前技术人员正在不断完善这些事项,通过创新方法以调整和缩短研制进度。创新方法主要针对“猎户座”飞船乘员舱与飞行软件,如果研发人员能对软件研发时间表和策略进行调整,就可将研制时间从125天缩短至25天。

ESD的报告显示,目前跨项目综合技术团队(IT)正在对一些具有关联性影响或需在互关联操作中予以协调的“高级别”或“突显性”问题进行综合分析研究与控制处理:

(1)“猎户座”飞船服务舱脐带(OSMU)。OSMU是在发射T-0段时释放的部件,研发人员曾于2015年针对脐带释放问题将OSMU重新设计,通过为转轴套设卡箍、加大弹簧尺寸、增加润滑度和消除锐边等方法,以减少柱塞的移动次数和防止脐带装置的过早释放,并最终关闭了该问题项。但由于考虑到脐带装置若因某种因素导致其无法释放,则需要执行二次释放,即通过一个剪切销将脐带弹开,然而在发射设备测试厂房(LEFT)中实施的若干次测试中无法将牵制剪切销的防护罩随着脐带缩回,所以又重新将该问题列入待解决项。目前研制人员还无法确定该问题是因设计还是测试设置程序而形成的,仍有待获取更多数据加以分析解决。

(2)脐带缩回测试(URRT)。URRT与OSMU相关,是SLS火箭驶离垂直总厂房(VAB)前所开展的一项测试。研制人员认为在VAB内对SLS火箭实施URRT会对地面/飞行脐带连接板产生损害并对后续的发射操作流程和火箭系统造成很大的污染风险。鉴此,IT团队提出了一个能够实现测试目标而无需增加任何硬件或系统风险的替换方案,解决了该问题。

(3)过渡段低温推进级(ICPS)脐带荷载。研制人员采用了与“德尔它”火箭过渡段低温推进级类似的飞行脐带连接板,但两者有一定的差别,而设计结果显示SLS火箭的飞行脐带连接板的荷载重量超出设计值的200%。研制人员将针对软管托架与跳簧绳缆之间的配置方式加以分析处理,以减少扭矩荷载。该问题将会很快得以关闭。

(4)火箭稳定装置(VSS)。VSS是新研制的火箭部件,其目的是使SLS火箭能够在行驶、发射台和发射前操作过程中始终处于稳定和安全状态。目前的测试显示VSS的公差设计值是可行的,但实际上其接口则是在T+220毫秒左右才分离,这将对火箭的起飞荷载产生影响。希尔表示,目前的技术挑战是若使VSS的火工品在T-0时爆炸,VSS能否在火箭处于任何风力干扰状态下起升之前实现脱离和避让。鉴此,NASA成立了一个联合调研控制委员会,对VSS在T-0.25秒时实施分离以确保火箭在T-0时分离不受干扰有可行性进行分析。于T-0.25秒时对VSS进行分离的不足之处是操作人员无法进入发射台对其进行再连接,但IT团队表示这个问题对于T-0时段的发射操作已无关紧要。SLS火箭与KSC的技术人员目前仍对该问题进行深化性分析。

此外,SLS火箭矗立在发射台时将不使用牵制释放螺栓,因为其4个RS-25发动机不会产生与航天飞机主发动机点火时类似的“呯”声效应,而SLS火箭的巨大重量足以使其在发动机点火时仍能稳定地矗立在发射台上。实事上,。此外,SLS火箭的固体火箭助推器(SRB)。

针对用于EM-1和EM-2任务的SLS火箭Block 1和Block 1B型的飞行推进剖面,NASA的设计与研制人员已从技术和工程规范层面分别进行了更新:

(1)SLS火箭Block 1型将主要对SLS火箭和“猎户座”飞船的关键任务事件、整体火箭与地面系统操作、“猎户座”飞船乘员舱的深空探测与返回自主操作进行演示验证;对有效载荷和环境(包括气动、声频、结构、热力与辐射)进行验证,并部署第二个有效载荷。EM-1任务的主有效载荷为“猎户座”飞船及其发射中止系统,而携带的13个立方体卫星为辅助型有效载荷,火箭在起飞时的总重量为575万磅。在发射起飞时,4个RS-25发动机(每个发动机产生的最大推力约为51.2万磅)和2个五段式SRB(每个SRB产生的推力约为360万磅)将产生830万磅的推力,SLS火箭可在起飞后约20秒时达到其最大推力,即在2000英尺(约616.8米)的高度达到的推力为880万磅。随后,借助ICPS的推力(使用一个RL10B-2型发动机,燃烧时间约为700秒,最大推力约为24750磅),SLS火箭将“猎户座”飞船加速到36371kph(22600mph)以实施月球转移轨道射入(TLI)。在发射起飞时,SLS火箭主芯级携带的液氢量为341000加仑、液氧量为196000加仑。SLS火箭主芯级发动机的总燃烧时间约为500秒(8分钟20秒),而自发射前的T-6.3秒启动,主芯级发动机从起飞至关机实际只耗用8分钟13.7秒,比航天飞机发动机的时间缩短整整9.7秒。

(2)SLS火箭Block 1B型与Block 1型的主要不同之处在于使用了探索上面级(EUS)以替换ICPS。SLS火箭Block 1B型在起飞时的总重量为600万磅,可将“猎户座”飞船加速到38403kph(23863mph)以实施TLI点火燃烧。EUS将使用4个RL10C3-1型发动机,最大总推力约为96000磅,其总燃烧时间对于LEO任务为350秒,而TLI任务则为925秒。(赵晨 郭凯 编译)


信息来源:NASASpaceFlight网站
(责任编辑:张琦
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