航天发射场低温加注系统工程设计计算

本文对国内航天发射场低温加注系统的工程设计计算进行了梳理和归纳,针对低温加注系统设计中的推进剂贮量计算、管线壁厚计算、管路水力计算、泵前增压计算、挤压压力计算、气化器增压能力计算、管路置换计算、管路预冷计算,给出了工程计算公式,可为今后航天发射场低温加注系统工程设计提供借鉴和参考。

商业航天发射场1号发射工位控制系统的设计

针对航天发射场发射工位系统多,各系统独立控制,产生的数据格式不统一、通信协议不统一、不利于测试发射中的问题分析、系统故障多等问题,提出了一种基于自主可控的新一代高速总线架构VPX控制器,设计了高可靠的冗余工位控制系统。对发射工位的勤务塔控制、发射台控制、摆杆控制、喷水控制进行一体化设计,通过VPX控制器的通用化、标准化设计,使系统具备较高的可靠性和安全性。1号发射工位控制系统用于海南商业航天发射场1号发射工位,实现1号发射工位勤务塔控制、发射台控制、喷水控制3个子系统的统一监控管理,使得新一代中型运载火箭的测试发射经济高效、自主可控。

航天发射场信息化装备综合管理分析平台设计与研究

为解决航天发射场装备管理中人工录入效率低、装备信息更新慢、维护保养设置不合理、装备数据利用率低等问题,文章提出建设一种针对航天发射场的信息化装备综合管理分析平台。设计了由信息化装备、服务端、客户端和装备网络等组成管理分析平台;开发了平台样例,实现了部分信息化装备的综合管理,并以指挥显示终端为例演示了装备综合分析的效果。结果表明,信息化装备综合管理分析平台能够完成对航天发射场信息化装备的综合管理,提升了装备管理效率;并能够综合分析装备的数据信息,充分挖掘信息化装备的价值。

运载火箭快速测试发射关键技术及思考

航天发射场负责运载火箭测试、发射工作,是运载火箭运送载荷进入空间的地面测试最后一站,直接关系航天活动成败。运载火箭快速测试技术有:先进总线技术、机内测试、仪器可互换技术、箭地一体化设计、故障诊断技术、并行测试技术、远程测试支持技术、闭环动态测试技术、自动判读技术和智能控制与决策等。为满足高密度发射需求,从技术、状态和组织等方面对航天发射场运载火箭快速测试发射相关活动进行思考。

航天发射塔安全可靠性检测评估方法与试验研究

以嫦娥一号卫星拟用发射塔架等为研究对象,探索航天发射塔架的安全可靠性检测评估基本原理、主要内容、试验技术方法、数据处理手段、以及综合评估流程等一系列理论与技术问题。运用有限元分析、应力应变测试、动力学模态试验、材料力学试验、无损检测技术等手段,对塔架主要钢结构的焊缝、连接、材料力学性能和锈蚀状况进行了全面检测;对塔体、吊车和回转平台钢结构进行了静力学测试和动力学模态试验;对导流槽和塔架混凝土基础的沉降、碳化和强度进行了检测。提出回转平台超低速滚动轴承的"冲击脉冲法变参数试验"和"指标筛选试验"不解体检测评估新方法。将测试数据、运行历史数据和仿真计算结果进行数据融合处理,确定了发射塔架和回转平台现役轴承的剩余使用年限。检测评估研究成果,对降低发射塔架的适应性改造费用,提高发射场地面设备的任务可靠性和科学化管理水平发挥了重要作用。

航天发射塔回转平台滚动轴承状态检测方法与试验研究

研究航天发射塔回转平台特殊工况滚动轴承的状态检测与试验方法。提出应用冲击脉冲法(SPM方法)进行不解体检测的变参数对比试验和SPM方法检测指标筛选试验方案。针对某航天发射塔回转平台滚动轴承的实际运行状况和使用维修记录,对该塔66个回转平台滚动轴承进行了现场检测试验和综合分析评判。成功地解决了该塔超低速、大负荷、变速、欠润滑运转回转平台滚动轴承的状态检测问题,充分发挥了现役轴承的使用寿命,节约了大量的维修时间与维修费用。

海南航天发射场非台暴雨气候特征与成因概念模型

暴雨是影响海南省文昌市新一代航天发射场卫星发射试验任务的主要灾害性天气之一,将给试验任务带来不可预测的灾害。利用海南省文昌市气象站1970-2010年的逐日降水资料、NCEP/NCAR全球再分析格点资料,结合影响海南省的7类天气系统(冷空气偏东下冷锋过境、冷空气偏西下冷锋过境、副热带高压、变暖高压脊、南海低压槽、西南低压槽、越南低压槽),统计分析了近41 a来海南省文昌地区各类天气系统影响下非台暴雨天气过程的气候特征及成因概念模型。结果显示,发射场区非台暴雨的年发生频率呈弱上升趋势,年发生次数有所增加。非台暴雨各月发生次数分布呈现明显的"准双峰"特征,主峰区为9-10月,次峰区为5-6月。非台暴雨的时间主要集中在每年的汛期4-10月。高度场、风场及水汽场等均能较好地表征非台暴雨发生时刻的形成机制。

FY-3A扫描辐射计的可见近红外通道在轨场地定标

为了对刚刚发射的风云三号A星(FY-3A)极轨气象卫星的扫描辐射计(VIRR)进行在轨定标,于2008年9月在甘肃敦煌进行了中国遥感卫星辐射校正试验。使用ASDFR光谱仪测量场地地表反射比,CE318太阳光度计测量气溶胶光学厚度(AOD),并用敦煌国家气候观象台同步加放的探空观测数据计算水汽总量(TWC),获取了3天的有效试验数据。采用反射比基法并配合新的地表反射比修正算法开展定标,其中过境时刻地表反射比由陆表各向异性二向反射比模型算法(AMBRALS)计算并用实测的地表反射比数据修正;表观反射比由6S模型计算。结果表明,在非水汽吸收通道计算得到的多天定标斜率很稳定(相对标准差在2.6%以内)。与发射前相比,不同通道的定标系数在7.73%～21.52%变化。使用定标结果计算了23种观测目标的表观反射比,与TERRA/MODIS相应通道结果一致,表明了定标算法的准确性。

航天发射场PMSCM任务可靠性仿真评估

为了解决航天发射场复杂可维修多阶段任务系统(phased-mission system,PMS)的任务可靠性评估问题,依据考虑维修的多阶段任务系统(phased-mission system considering maintenance,PMSCM)理论和蒙特卡罗方法,基于系统特殊的任务成功定义规则,通过任务阶段的形式化描述与零部件的虚节点处理,建立可靠性评估仿真模型。将模型应用于航天发射场垂直总装厂房液压系统,成功分析了系统多阶段任务的可靠性均值、方差和置信区间。仿真结果表明:该模型能够找出系统的关键部件,为垂直总装厂房及航天发射场系统总体任务进行可靠性预计、分配和评估提供重要参考和决策支持。

面向服务的航天发射场异构数据库集成研究

在航天发射场信息化发展过程中,异构数据库日益成为制约其信息共享的因素。首先阐述了某发射场异构数据现状,而后对异构数据库集成方法进行了讨论,结合中间件和XML技术,设计了一个面向服务的发射场异构数据集成框架。该框架以数据存取中间件为核心,充分发挥XML跨平台的技术特点和面向服务的松散耦合特性,为发射场解决信息孤岛提供支持。

基于案例推理的航天发射场故障诊断系统

随着科学技术的飞速发展,航天发射场测试发射系统的结构越来越复杂,影响航天试验任务装备系统正常运行的因素也急剧增加,使其产生故障或失效的可能性也越大,且故障也呈现日趋复杂化的趋势;以外安系统为例,根据外安系统设备组成及工作原理,研究了基于案例推理和故障树分析相结合的故障诊断方法,为系统指挥决策提供参考信息,有效地提高了航天器在靶场的测试效率。

航天发射场有毒气体污染范围安全性研究

利用液体火箭推进剂爆炸实验研究结果，提出了航天发射场有毒气体污染范围内安全性评估方法，并以典型火箭为例计算出了不同季节、不同风速、火箭在垂直起飞段不同高度上发生意外爆炸事故时，推进剂毒气作用时间和毒气扩散危害可能的最远距离。评估方法和计算软件可应用于航天发射场有关安全性评估。

基于故障树分析的航天发射场电力保障技术的研究

针对发射场某供电回路故障,应用故障树分析法建立故障树模型,并进行定性和定量分析。讨论了故障最小割集、各底事件的概率重要度和相对重要度,通过短路电流计算,验证了故障树模型及分析的正确性。该方法在电力保障及故障分析定位中发挥了较大作用。

航天发射场技术安全检查标准建设刍议

本文在系统分析航天发射场安全管理和技术安全工作现状的基础上,根据航天发射特点,提出基于技术安全检查表法、以航天产品测试发射流程为主线的航天发射场技术安全检查标准建设思路。

卫星导航定位系统(十八)

介绍了世界著名的航天发射场的建成时间,发射火箭、卫星或导弹数量等情况。

可靠性分析与评估在航天发射场的应用综述

航天发射场的高可靠运作对航天发射任务的安全执行具有重要的意义。在对航天发射场的特征和可靠性需求进行分析的基础上,探讨了可靠性分析与评估方法在航天发射场中的应用情况,提出从可靠性建模、设备与任务可靠性评估、设备剩余寿命预测、故障树分析、失效模式影响及危害性分析5个方面开展航天发射场的可靠性工作。对航天发射场设备、任务等对象的可靠性指标进行分析与评估,能够有效地保证航天发射任务的顺利进行,降低任务风险的同时提升经济效益。

基于ECRS分析法的光学载荷发射场测试流程设计和优化

ECRS分析法是取消、合并、重排和简化英文首字母的简称,该方法在工业工程中有着重要而广泛的应用。针对航天发射场光学载荷测试的特点,在继承前期发射任务的基础和确保可靠性安全性的前提下,分析了测试流程之间的关系,使用ECRS进行流程优化工作,缩短了测试时间,增强了测试发射能力。最后对发射场测试流程优化工作做了展望。

航天发射场供气系统健康管理技术

针对新一代航天发射场采用全新的在线供气模式,难以有效评估单样本设备健康状态的问题,提出一种基于隐马尔可夫的设备健康状态管理与预测方法。首先,利用设备监测数据构建隐马尔可夫健康状态评估模型,通过对不同观测序列与不同观测次数下的预测准确率进行仿真,确定出最优的模型参数;其次,把实时数据代入模型,根据模型的计算结果取最小值,从而判断出设备的健康状态;最后,将当前数据与历史数据进行拟合,预测出系统的安全可靠寿命。经实际检验,该方法有效解决了单样本多状态设备的健康评估。

特种机器人及技术在航天发射场的应用研究

针对特种机器人及技术在航天发射场应用的问题,基于发射场运维工作及特点,综述了国内外发射场特种机器人的研究与应用现状,梳理了面向发射场的3类特种机器人——巡检类机器人、维护类机器人与特种操作类机器人,分析了腐蚀的高效无损检测、低温推进剂泄漏安全监测、航天器吊装智能控制、加注连接器自动对接及随动控制相关的关键技术。

基于HHM的火箭加注系统风险识别方法

为开展全面有效的风险识别,针对航天发射场火箭加注系统的复杂性和特殊性,结合等级全息建模思想,设计了航天发射场火箭加注系统等级全息建模(HHM)风险识别框架。HHM风险识别框架从系统组成、功能区域、工作阶段和职能分工4个视角来描述火箭加注系统,框架中每一列代表一个风险识别视角,向下细分的树状结构表示火箭加注系统在该视角下的层级结构。HHM风险识别框架是一个开放的框架,框架中的视角和层级都可以根据火箭加注系统风险评估的实际需求进行拓展,使风险识别框架可以包含所有可能的风险场景。为说明使用HHM框架开展火箭加注系统风险识别的方法,在该HHM框架指导下对火箭加注系统部分场景开展了风险源识别和评估,给出了相应的风险等级、风险概率及风险指数。