定位精度毫米級:“大火箭”座駕護送“胖五”的垂直轉運階段已經完成
長征五號遠程五運載火箭和嫦娥五號探測器于十七號垂直轉移到中國文昌航天發射場發射區,定于十一月底發射。
長征五號火箭 "護送" 發射場是長征五號運載火箭(以下簡稱 "長五" 活動發射平臺),稱為 "大火箭",其龐然大物長近 30 米,寬 20 多米,高近 70 米,重 2000 多噸,但定位精度為±5 毫米。
長武發射平臺是由中國航天科技集團所屬的中國運載火箭技術研究所開發的。該平臺如何實現毫米級定位?長武主動發射平臺總體設計師徐征說:"該平臺由 16 臺發動機控制,對應 8 對車輪,具有啟動、加速、勻速、減速、停車等兩條平行軌道功能,能夠實現發射平臺每分鐘 0.8≤30 米的無止境調速," 長武主動發射平臺總設計師徐征說:" 平臺由 16 臺發動機控制,具有起動、加速、勻速、減速、停車等功能。
當天上午,長五主動發射平臺設計者李道平按下控制室的 "前進" 鍵,經過某一列加速操作后,發射平臺以每分鐘 25 米的速度駛向發射區域;到達發射場平地后,發射平臺速度降至每分鐘 4 米;到達發射點約 2 米并觸發減速塊后,發射平臺減速至每分鐘 0.8 米。當發射點約為 10 毫米時,發射平臺在啟動定位塊后自動停止,并一次性實現定位。
這時,李道平在駕駛室中發現,主動發射平臺與定位點之間有 10 毫米的距離,于是他激活了 "二級定位" 功能,先將 "二級定位" 功能變為 15 毫米,然后返回 10 毫米,定位點差是一樣的。
長武主動發射平臺主任潘玉柱表示,為了準確達到毫米級停車精度,主要依靠初級定位和二次定位兩種功能,其中一次定位在平臺前走到發射臺前,觸發 "前端定位傳感器",使速度從每分鐘 0.8 米到 0。當一次定位精度不夠時,二次定位可以使主動發射平臺按照 10、15、20 和 25 毫米的四個齒輪進行微調,從而實現毫米波定位。
長期五項活動的啟動平臺,圓滿完成了垂直轉移工作,也創造了中國的三個“最”。
一是規模最大。長征五號火箭被稱為“肥五號”,是我國運載能力最大的火箭,長征五號發射平臺是我國運載能力最強、系統最復雜、技術最先進的運載火箭。
長征二號 F 火箭發射平臺建成前,長征二號 F 火箭發射平臺是我國最大的發射平臺,長 24 米多,寬 22 米,高 8 米多。可適應最大直徑 3.35 米的核心級火箭體。長武移動發射臺高近 70 米,相當于 24 層樓高;平臺上表面積 600 多平方米,相當于半個籃球場,整個平臺的重量近 2000 噸。
二是整合度最高。與之前的發射平臺相比,龍五移動發射平臺的供電車輛較少。發射平臺集機械、電控、液壓、供配電系統于一體,首次設置臍帶塔、搖擺桿、噴水管道等設備。它是集機械、電氣、液壓、燃氣于一體的大型綜合發射平臺。
把原來發射塔的數百個地面設備集成到發射臺上有很多優點。現在,火箭的總裝、測試和與地面設備的接口都可以在技術車間完成。這樣,在運輸過程中可以保持界面和狀態不變,直接運輸到固定塔上。研究人員的目標是在三四天內完成發射準備。這樣,發射塔內的火箭準備過程可以縮短很多倍。
三是最先進的技術。在長武機動發射平臺的上表面,有 12 個像柱子一樣的支撐裝置,它們是火箭在發射平臺上的“座椅”。研究人員花了三年多的時間研發出“十二點調平技術”,使火箭能夠“坐”直、穩。這不僅使火箭具有更好的受力,而且有利于火箭的瞄準和發射。
一般來說,火箭有四個支點支撐,但長征五號火箭的體積比以前的火箭大很多,所以需要增加支撐點。研究人員開發的“十二點水準測量技術”是全自動控制。操作人員只要按一下按鈕,坐在發射臺上,幾分鐘就能實現長征五號火箭的自動調平。
在嫦娥五號發射平臺上,有十多項類似的新技術,這些新技術都是保證火箭安全、穩定、可靠的基石。正是這些先進的技術,使“龍五”發射平臺的先進遠程技術領先于國內發射平臺。