運(yùn)載火箭固定式發(fā)射臺(tái)無(wú)人值守系統(tǒng)設(shè)計(jì)

馮 超，趙勁彪，徐 錚，王 梁，孫 賀

（北京航天發(fā)射技術(shù)研究所，北京，100076）

0 引 言

運(yùn)載火箭發(fā)射是一項(xiàng)高危險(xiǎn)工作，尤其是在推進(jìn)劑加注后，任何故障或失誤均有可能造成運(yùn)載火箭周圍人員的傷亡。

國(guó)外很多火箭按照無(wú)人值守加注進(jìn)行設(shè)計(jì)，例如歐洲阿里安系列可在-5 h（開始液氫大流量加注）左右實(shí)現(xiàn)人員撤離，美國(guó)SpaceX公司Falcon 9火箭加注開始后均能實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，加注流程采用遠(yuǎn)控模式設(shè)計(jì)。俄羅斯海射天頂號(hào)能夠?qū)崿F(xiàn)一鍵式自動(dòng)發(fā)射，進(jìn)入無(wú)人值守流程更早，自動(dòng)化程度更高。Falcon 9火箭在執(zhí)行AMOS-6衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)時(shí)發(fā)生爆炸，火箭與衛(wèi)星一同被炸毀，同時(shí)發(fā)射平臺(tái)損毀。本次失利雖然造成了重大的經(jīng)濟(jì)損失，但是由于嚴(yán)格執(zhí)行射前安全規(guī)程進(jìn)行了人員疏散，沒(méi)有造成人員傷亡。

目前，中國(guó)現(xiàn)役發(fā)射臺(tái)在火箭加注后還需要多項(xiàng)人工操作，操作人員的生命安全存在一定風(fēng)險(xiǎn)。以西昌衛(wèi)星發(fā)射中心長(zhǎng)征三號(hào)火箭捆綁型固定式發(fā)射臺(tái)為例，火箭加注后需要發(fā)射臺(tái)進(jìn)行多項(xiàng)操作，人員直到臨射前15 min才能撤離。此外，一旦火箭發(fā)射過(guò)程中出現(xiàn)故障，還需要發(fā)射臺(tái)首先完成狀態(tài)恢復(fù)，人員需要第一時(shí)間到現(xiàn)場(chǎng)搶險(xiǎn)，操作人員的生命安全存在一定風(fēng)險(xiǎn)。

無(wú)人值守技術(shù)能夠快速、可靠的恢復(fù)箭地連接，進(jìn)行前端箭上、地面狀態(tài)參數(shù)的監(jiān)測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，按程序執(zhí)行緊急預(yù)案，解除系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)，從而提高對(duì)運(yùn)載火箭發(fā)射風(fēng)險(xiǎn)的控制能力。建立發(fā)射臺(tái)無(wú)人值守系統(tǒng)能夠最大限度地減少現(xiàn)場(chǎng)值守人員，提高發(fā)射安全性和可靠性，是火箭發(fā)射流程智能化的重要環(huán)節(jié)[1]。

1 運(yùn)載火箭發(fā)射流程

在火箭完成常規(guī)推進(jìn)劑加注后，發(fā)射臺(tái)還需要進(jìn)行多項(xiàng)關(guān)鍵工作。以長(zhǎng)征三號(hào)火箭發(fā)射流程為例：

a）火箭垂直度監(jiān)測(cè)與調(diào)整。在常規(guī)推進(jìn)劑加注后，通過(guò)監(jiān)測(cè)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)架上傳感器信號(hào)確認(rèn)火箭一級(jí)、三級(jí)的垂直度?；鸺ㄟ^(guò)尾部的4個(gè)支點(diǎn)與發(fā)射臺(tái)支承臂連接，通過(guò)電控系統(tǒng)控制調(diào)整發(fā)射臺(tái)4個(gè)支承臂的高度，對(duì)火箭垂直度進(jìn)行調(diào)整。

b）配合火箭瞄準(zhǔn)。臨射前，由瞄準(zhǔn)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)火箭起飛角度。火箭通過(guò)支承臂座在發(fā)射臺(tái)回轉(zhuǎn)部上，通過(guò)電控系統(tǒng)控制發(fā)射臺(tái)上方向機(jī)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)部轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)火箭轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)方位角度調(diào)整。在進(jìn)行回轉(zhuǎn)前，需要人工解鎖回轉(zhuǎn)部上4個(gè)止動(dòng)器，回轉(zhuǎn)結(jié)束后重新鎖緊。

c）解鎖防風(fēng)裝置。在助推器加注連接器脫落后，需要人工解鎖發(fā)射臺(tái)與火箭的連接——拉桿式防風(fēng)裝置。具體操作為：人工向防風(fēng)拉桿活塞筒充氣使拉桿頂起，用專用扳手拆除4個(gè)支承臂上防風(fēng)拉桿的墊圈和螺母，隨后放掉儲(chǔ)氣，使防風(fēng)拉桿在彈簧力的作用下縮回支承盤內(nèi)。防風(fēng)拉桿拆除是火箭測(cè)發(fā)總流程中臨射前的強(qiáng)制檢驗(yàn)項(xiàng)目。

d）撤收助推工作臺(tái)板。其它系統(tǒng)完成在發(fā)射臺(tái)面的工作后，需要人工拆除助推工作臺(tái)板插銷，再通過(guò)電控系統(tǒng)控制油缸縮回，撤收8個(gè)助推工作臺(tái)板。

e）其他臨射前工作。人工封好發(fā)射臺(tái)面上的各處蓋板（油源箱蓋板、液壓控制箱蓋板各2塊）；撤收4個(gè)支承臂的工作梯、4個(gè)芯級(jí)工作臺(tái)板、2個(gè)引流孔蓋板；人工撤收所有外露電纜、轉(zhuǎn)接控制箱等電氣設(shè)備，并裝箱保存；人工對(duì)發(fā)射臺(tái)內(nèi)的電氣、液壓設(shè)備進(jìn)行防燒蝕防護(hù)；人工關(guān)閉發(fā)射臺(tái)控制間所有設(shè)備的電源和總電源。

f）應(yīng)急搶險(xiǎn)工作。發(fā)射臺(tái)崗位人員在應(yīng)急搶險(xiǎn)中，需要首先恢復(fù)防風(fēng)裝置的連接固定，確?；鸺陌踩僦匦抡归_助推工作臺(tái)板與芯級(jí)工作臺(tái)板，為其它系統(tǒng)的搶險(xiǎn)人員提供安全的工作平臺(tái)。

火箭的常規(guī)推進(jìn)劑相對(duì)穩(wěn)定，而加注至火箭貯箱的液氫、液氧低溫推進(jìn)劑不斷汽化膨脹，可能導(dǎo)致貯箱升壓甚至爆炸[2]。液氧可通過(guò)箭上氧排接口將氣態(tài)氧直接排放到大氣避免升壓，而液氫汽化后容易與空氣的混合物爆燃，不能直接向大氣排放，需要最短時(shí)間內(nèi)完成氫排連接器及加泄連接器的對(duì)接。而人員在發(fā)射前均已撤離至安全區(qū)域，搶險(xiǎn)人員回到工作崗位并完成手動(dòng)對(duì)接需消耗較多時(shí)間，對(duì)人員、系統(tǒng)安全均具有較大威脅[3]。發(fā)射臺(tái)在測(cè)試、控制和技術(shù)勤務(wù)等方面仍然存在很大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

綜上所述，隨著進(jìn)入空間運(yùn)載能力提升和高密度任務(wù)的開展，急需改變當(dāng)前人員密集型的工作模式。

2 發(fā)射臺(tái)無(wú)人值守的功能要求

為確?；鸺l(fā)射總流程不變，根據(jù)發(fā)射臺(tái)常規(guī)推進(jìn)劑加注后的操作，發(fā)射臺(tái)無(wú)人值守的功能要求有：

a）防風(fēng)裝置遠(yuǎn)控解鎖。目前中國(guó)發(fā)射臺(tái)采用的防風(fēng)裝置有拉桿式與壓桿式兩種形式，考慮到一旦解鎖失敗可能導(dǎo)致的火箭發(fā)射失敗嚴(yán)重后果，兩種形式的防風(fēng)裝置均為人工手動(dòng)操作，有人員的安全風(fēng)險(xiǎn)。防風(fēng)裝置解鎖作為火箭測(cè)發(fā)流程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在無(wú)人值守系統(tǒng)中既需要通過(guò)遠(yuǎn)控方式實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，又要保證解鎖的可靠性，是無(wú)人值守系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。國(guó)外常采用牽制釋放或自動(dòng)對(duì)接機(jī)構(gòu)代替防風(fēng)裝置實(shí)現(xiàn)牽制發(fā)射技術(shù)[4～6]，但是該技術(shù)還無(wú)法適用于成熟型號(hào)火箭的改造，因此防風(fēng)裝置的遠(yuǎn)控解鎖設(shè)計(jì)仍十分必要。

b）工作臺(tái)板遠(yuǎn)控撤收。發(fā)射臺(tái)工作臺(tái)板撤收后，人員將無(wú)法站在發(fā)射臺(tái)表面工作，因此此項(xiàng)工作為人員撤離前的最后一步工作。目前助推工作臺(tái)板的撤收可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)控，臺(tái)板插銷的拔出為手動(dòng)操作，芯級(jí)工作臺(tái)板則完全是人工拆除。如果火箭測(cè)發(fā)流程進(jìn)行優(yōu)化，在人員撤離前可首先將臺(tái)板插銷拔出，拆除芯級(jí)工作臺(tái)板，則可維持人工操作，不影響工作臺(tái)板的遠(yuǎn)控撤收。但是從發(fā)射臺(tái)智能化的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)板的遠(yuǎn)控功能仍需要對(duì)臺(tái)板插銷插拔與芯級(jí)臺(tái)板撤收進(jìn)行遠(yuǎn)控設(shè)計(jì)。

c）方位回轉(zhuǎn)遠(yuǎn)控。目前發(fā)射臺(tái)電控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)控方向機(jī)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)部轉(zhuǎn)動(dòng)功能，回轉(zhuǎn)前后所需的止動(dòng)器操作為人工操作，因此需要在無(wú)人值守系統(tǒng)中設(shè)計(jì)可以遠(yuǎn)控自動(dòng)解鎖的止動(dòng)器，組成完整的方位回轉(zhuǎn)遠(yuǎn)控系統(tǒng)。

d）垂直度自動(dòng)調(diào)平。目前發(fā)射臺(tái)已具備垂直度數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與電控系統(tǒng)遠(yuǎn)控支承臂升降功能，但是垂直度監(jiān)測(cè)與垂直度調(diào)整系統(tǒng)相互獨(dú)立，實(shí)際上是通過(guò)人工判斷實(shí)現(xiàn)，存在一定的滯后性。一旦因?yàn)橥饬τ绊憣?dǎo)致火箭出現(xiàn)垂直度偏差過(guò)大的危險(xiǎn)情況，人工操作的應(yīng)急時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題就顯現(xiàn)出來(lái)，無(wú)法確保無(wú)人值守時(shí)的安全。因此，需要為發(fā)射臺(tái)增加自動(dòng)調(diào)平功能，將狀態(tài)監(jiān)測(cè)與垂直度調(diào)整功能通過(guò)軟件判斷后自動(dòng)執(zhí)行，提高應(yīng)急效率。

除以上功能需求外，臨射前的機(jī)械產(chǎn)品撤收、部分電氣產(chǎn)品撤收、發(fā)射臺(tái)熱防護(hù)均可以通過(guò)優(yōu)化測(cè)發(fā)流程提前進(jìn)行，但電控系統(tǒng)設(shè)備需要一直保持連接狀態(tài)，對(duì)控制系統(tǒng)的可靠性要求也有所提高。

3 無(wú)人值守系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

推進(jìn)劑加注后無(wú)人值守帶來(lái)的問(wèn)題是設(shè)備工作時(shí)間加長(zhǎng)，可靠性要求提高，以及出現(xiàn)故障后的處理要求提高，因此，發(fā)射臺(tái)在開展無(wú)人值守改進(jìn)方案設(shè)計(jì)時(shí)，需要滿足以下要求。

a）無(wú)人值守階段。根據(jù)火箭測(cè)發(fā)流程需求，發(fā)射臺(tái)需滿足臨射前8 h進(jìn)入低溫加注流程后無(wú)人值守要求，并盡量兼顧常規(guī)加注后無(wú)人值守的要求。

b）長(zhǎng)時(shí)間工作。在啟動(dòng)無(wú)人值守后，發(fā)射臺(tái)需要長(zhǎng)時(shí)間帶壓或加電工作，確保近遠(yuǎn)控模型的無(wú)縫切換與狀態(tài)保持。

c）可靠性。設(shè)備工作時(shí)間加長(zhǎng)，意味著任務(wù)可靠性要求也相應(yīng)提高，需重新開展可靠性分析，并進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)，保證設(shè)備在無(wú)人值守期間的可靠性。

d）冗余設(shè)計(jì)。原來(lái)通過(guò)人員手動(dòng)切換的冗余設(shè)計(jì)需要改為電動(dòng)切換，或者采取其他的替代方式，以保證射前的可靠性。

e）故障診斷。無(wú)人值守后，設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)人員無(wú)法現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理，只能通過(guò)遠(yuǎn)控操作，因此發(fā)射臺(tái)需具備故障診斷及故障隔離功能，出現(xiàn)故障能夠及時(shí)檢測(cè)，并且采取措施隔離故障或者切換到備份系統(tǒng)，以保證火箭發(fā)射總流程正常進(jìn)行。

f）推遲或終止發(fā)射的適應(yīng)性?；鸺蚱渌到y(tǒng)的原因推遲或終止發(fā)射時(shí)，發(fā)射臺(tái)需啟動(dòng)無(wú)人值守，從遠(yuǎn)端進(jìn)行發(fā)射臺(tái)狀態(tài)恢復(fù)，避免人員應(yīng)急搶險(xiǎn)。

4 發(fā)射臺(tái)無(wú)人值守系統(tǒng)

4.1 防風(fēng)裝置遠(yuǎn)控解鎖

防風(fēng)裝置是用于連接火箭尾部支點(diǎn)與發(fā)射臺(tái)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，參考自動(dòng)對(duì)接加注連接器的設(shè)計(jì)[7,8]，目前中國(guó)發(fā)射臺(tái)防風(fēng)裝置采用的拉桿式與壓桿式兩種方案均需人工操作，無(wú)法滿足無(wú)人值守要求，如圖1、圖2所示。

圖1 壓桿式防風(fēng)裝置Fig.1 Pressure Rod Windproof Device

圖2 拉桿式防風(fēng)裝置Fig.2 Tie Rod Windproof Device

新設(shè)計(jì)的無(wú)人值守防風(fēng)拉桿在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)行升級(jí)，主要有鎖緊機(jī)構(gòu)及鎖銷兩種方案。

4.1.1 鎖緊機(jī)構(gòu)式防風(fēng)裝置

鎖緊機(jī)構(gòu)式防風(fēng)裝置與壓桿式類似，采用一套平面連桿機(jī)構(gòu)代替壓桿壓緊支點(diǎn)孔內(nèi)壁，如圖3所示。

圖3 鎖緊機(jī)構(gòu)式防風(fēng)裝置Fig.3 Locking Mechanism Type Windproof Device

鎖緊機(jī)構(gòu)的鎖緊原理為：曲柄-滑塊機(jī)構(gòu)鎖緊，即由防風(fēng)拉桿實(shí)現(xiàn)滑塊運(yùn)動(dòng)，壓緊桿作為曲柄運(yùn)動(dòng)，連桿用于連接防風(fēng)拉桿與壓緊桿。使用時(shí)通過(guò)向氣缸內(nèi)充氣、放氣控制拉桿的升降，拉桿帶動(dòng)連桿及壓緊桿繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。需要鎖緊時(shí)，通過(guò)水平的連桿實(shí)現(xiàn)曲柄——滑塊機(jī)構(gòu)自鎖。為了平衡防風(fēng)拉桿受力，每套防風(fēng)拉桿配備2套曲柄-滑塊機(jī)構(gòu)同時(shí)工作。

鎖緊機(jī)構(gòu)式防風(fēng)裝置繼承了壓桿式適應(yīng)范圍大的優(yōu)點(diǎn)，在火箭出現(xiàn)故障應(yīng)急搶險(xiǎn)時(shí)，即使出現(xiàn)箭體輕微移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)仍可鎖緊，并且機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)需額外的電源或油源即可工作，易于維護(hù)。但該方式對(duì)彈簧、氣缸及連桿的可靠性要求較高，火箭吊裝時(shí)需要確保拉桿回縮到位，若因彈簧力下降導(dǎo)致連桿動(dòng)作不到位導(dǎo)致連桿無(wú)法水平，則曲柄-滑塊機(jī)構(gòu)無(wú)法提供壓緊桿足夠的壓緊力，而僅靠彈簧的壓力無(wú)法滿足火箭的防風(fēng)要求。

鎖緊機(jī)構(gòu)式防風(fēng)裝置的使用流程為：火箭吊裝并與發(fā)射臺(tái)支承臂接觸后，防風(fēng)裝置氣缸放氣，拉桿被彈簧力下壓下并帶動(dòng)連桿、壓緊桿繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)至壓緊桿伸入火箭支點(diǎn)孔內(nèi)并壓緊。此時(shí)連桿水平并頂緊壓緊桿，產(chǎn)生對(duì)支點(diǎn)的壓緊力。臨射前，防風(fēng)裝置氣缸充氣，拉桿升起并壓縮彈簧，帶動(dòng)連桿、壓緊桿轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)壓緊桿繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)不小于40°后停止，此時(shí)壓緊桿展開并讓出火箭支點(diǎn)起飛空間，如圖4所示。

圖4 鎖緊機(jī)構(gòu)工作范圍Fig.4 Working Range of Locking Mechanism

4.1.2 鎖銷式防風(fēng)裝置

鎖銷式防風(fēng)裝置與拉桿式類似，采用一套轉(zhuǎn)銷機(jī)構(gòu)代替拉桿螺母鎖緊支點(diǎn)。鎖銷的鎖緊原理為：使用時(shí)向汽缸內(nèi)充氣使鎖銷桿伸出，當(dāng)鎖銷桿插入支點(diǎn)孔后啟動(dòng)電機(jī)使之旋轉(zhuǎn)至鎖銷桿頂端的凸臺(tái)外圓弧面與支點(diǎn)內(nèi)側(cè)B面接觸，此時(shí)減速電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)并在電機(jī)自帶制動(dòng)器作用下制動(dòng)，從而保持鎖銷凸臺(tái)與B面的接觸并持續(xù)提供壓緊力，如圖5所示。

圖5 鎖銷式防風(fēng)裝置鎖緊原理Fig.5 Locking Principle of Lock Pin Windproof Device

鎖銷式防風(fēng)裝置的縱向拉緊力大，拉緊狀態(tài)易于保持，體積小。支承盤上無(wú)額外零件，不占用火箭支點(diǎn)空間，火箭吊裝時(shí)可以避免碰撞。但該方式需增加電機(jī)及控制系統(tǒng)，增加的電機(jī)降低了系統(tǒng)的可靠度，并且控制軟件需要較為復(fù)雜的防差錯(cuò)設(shè)計(jì)，避免因流程錯(cuò)誤導(dǎo)致的解鎖失效。

鎖銷式防風(fēng)裝置的靶場(chǎng)使用流程為：火箭吊裝并與發(fā)射臺(tái)支承臂接觸后，鎖銷桿凸臺(tái)與支點(diǎn)長(zhǎng)圓孔呈90°并與支點(diǎn)內(nèi)壁斜面接觸自鎖，從而壓緊火箭支點(diǎn)。防風(fēng)裝置氣缸放氣后，由彈簧提供鎖銷桿預(yù)壓力實(shí)現(xiàn)防松。臨射前，向防風(fēng)拉桿氣缸充氣后，啟動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)防風(fēng)拉桿轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)鎖銷與支點(diǎn)孔平行后氣缸放氣，鎖銷桿在彈簧力下下落至支承盤內(nèi)，如圖6所示。

圖6 鎖銷式防風(fēng)裝置工作流程Fig.6 Workflow of Lock Pin Windproof Device

4.1.3 鎖緊機(jī)構(gòu)式與鎖銷式防風(fēng)裝置對(duì)比

鎖緊機(jī)構(gòu)式與鎖銷式防風(fēng)裝置方案對(duì)比見表1。

表1 無(wú)人值守防風(fēng)裝置方案對(duì)比Tab.1 Scheme Comparison of Windproof Device

4.2 工作臺(tái)板遠(yuǎn)控撤收方案

為實(shí)現(xiàn)發(fā)射臺(tái)的火箭燃?xì)饬髋艑?dǎo)功能，在發(fā)射臺(tái)對(duì)應(yīng)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴管相應(yīng)位置上設(shè)有 4個(gè)助推導(dǎo)流孔及 1個(gè)芯級(jí)導(dǎo)流孔，而助推工作臺(tái)板和芯級(jí)工作臺(tái)板專門用于填補(bǔ)導(dǎo)流孔區(qū)域，提供人員及設(shè)備在發(fā)射臺(tái)上的工作平臺(tái)，如圖7所示。

圖7 工作臺(tái)板Fig.7 Workbench

目前，發(fā)射臺(tái)的電控液壓油缸驅(qū)動(dòng)臺(tái)板展收方案可以實(shí)現(xiàn)臨射前的遠(yuǎn)控撤收，對(duì)于人工拆裝的臺(tái)板插銷需要使用電動(dòng)推桿、電液缸等形式替代，并將動(dòng)作時(shí)序加入發(fā)射臺(tái)軟件，確保在臺(tái)板展收前后插銷的自動(dòng)伸縮，控制軟件首先后臺(tái)對(duì)臺(tái)板插銷伸縮控制，再啟動(dòng)臺(tái)板油缸升降臺(tái)板。

4.3 方位回轉(zhuǎn)遠(yuǎn)控方案

發(fā)射臺(tái)的方位回轉(zhuǎn)由方向機(jī)驅(qū)動(dòng)，止動(dòng)器對(duì)狀態(tài)鎖定。目前方向機(jī)有電控液壓驅(qū)動(dòng)和手動(dòng)兩種控制方式，因此可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)控回轉(zhuǎn)，但回轉(zhuǎn)后的止動(dòng)器鎖定則采用人工操作方式。為實(shí)現(xiàn)止動(dòng)器的遠(yuǎn)控解鎖，將遠(yuǎn)控止動(dòng)器改進(jìn)設(shè)計(jì)為兩部分：一部分為帶彈簧的單作用油缸，需要鎖定時(shí)彈簧通過(guò)搖臂將基座下承環(huán)壓緊而止動(dòng)，需要解鎖時(shí)給液壓油缸通入壓力油，活塞壓緊彈簧實(shí)現(xiàn)解鎖；另一部分是由手輪、螺桿和螺母組成，當(dāng)火箭轉(zhuǎn)場(chǎng)期間長(zhǎng)時(shí)間不需要回轉(zhuǎn)時(shí)，可以轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使螺桿端頭頂住活塞桿的端頭，使止動(dòng)器處于剛性止動(dòng)狀態(tài)，見圖8。此方案的止動(dòng)器解鎖與止動(dòng)是通過(guò)液壓系統(tǒng)后臺(tái)實(shí)現(xiàn)，即通油解鎖放油鎖定，因此無(wú)需對(duì)發(fā)射臺(tái)控制軟件進(jìn)行修改，可靠性也更高。

圖8 遠(yuǎn)控止動(dòng)器Fig.8 Remote Control Stopper

4.4 垂直度自動(dòng)調(diào)平方案

發(fā)射臺(tái)的垂直度調(diào)整通過(guò)支承臂的升降實(shí)現(xiàn)，4個(gè)支承臂90°分布并與火箭的4個(gè)象限對(duì)應(yīng)，如圖9所示。目前狀態(tài)的垂直度調(diào)整為人工操作，即需要在調(diào)整前讀取火箭水平傳感器讀數(shù)，再進(jìn)行人工判斷需要調(diào)整的支承臂并高度調(diào)整。

圖9 火箭支點(diǎn)分布Fig.9 Rocket Fulcrum Distribution Map

支承臂的升降功能可以通過(guò)電控液壓驅(qū)動(dòng)或手搖方式實(shí)現(xiàn)，因此垂直度自動(dòng)調(diào)平將水平傳感器讀數(shù)接入發(fā)射臺(tái)電控系統(tǒng)，由CPU對(duì)垂直度數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷?？刂葡到y(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)支承臂的高度、液壓系統(tǒng)壓力等關(guān)鍵參數(shù)，并設(shè)置了高度超行程急停、高度差超差急停等自動(dòng)報(bào)警功能，確保自動(dòng)調(diào)平過(guò)程中的安全。

5 結(jié) 論

捆綁型固定式發(fā)射臺(tái)作為火箭發(fā)射地面支持系統(tǒng)的關(guān)鍵產(chǎn)品，建立常規(guī)加注后前端無(wú)人值守系統(tǒng)可以提高測(cè)發(fā)流程的自動(dòng)化程度，降低人員安全風(fēng)險(xiǎn)，具有重要意義。機(jī)電液一體化的發(fā)射臺(tái)在進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，具有技術(shù)難度高、專業(yè)涉及廣的特點(diǎn)。因此，在無(wú)人值守系統(tǒng)建立時(shí)借鑒了國(guó)外已有技術(shù)，結(jié)合中國(guó)火箭測(cè)發(fā)流程技術(shù)特點(diǎn)，充分分析發(fā)射流程中的功能需求，提出以防風(fēng)裝置遠(yuǎn)控解鎖、工作臺(tái)板遠(yuǎn)控撤收、方位回轉(zhuǎn)遠(yuǎn)控、垂直度自動(dòng)調(diào)平為核心的技術(shù)路線及具體實(shí)施方案，在保持現(xiàn)有發(fā)射臺(tái)功能的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了加注后的無(wú)人值守能力，滿足了航天發(fā)射場(chǎng)智能化，航天快速發(fā)射的需求，為其它地面支持系統(tǒng)設(shè)備無(wú)人值守設(shè)計(jì)提供借鑒參考。