关于作战响应发射场设计的初步分析.docx

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关于作战响应发射场设计的初步分析

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史西斌丁士民樊静

“沙漠风暴”行动、科索沃战争、阿富汗战争和伊拉克战争等现代战争实践表明,获取空间优势即可获得信息优势,进而掌握整个战争的主动权。为了赢得未来的战争,必须准备好对敌方空间系统和空间对抗系统做出响应,以便在必要时快速补充、增强或重建己方的空间能力。为此,美国防部提出了作战响应空间(ORS)的概念。作战响应空间既要求具有作战响应能力的运载火箭及其载荷,也要求与之相适应的作战响应发射场(图1)。本文首先从发射场的角度解读了ORS的分层实现框架.随后分析了运载火箭和有效载荷的特性、发射场类型以及相关接口等对发射场作战响应能力的影响。

一、作战响应空间与作战晌应发射场

当前.发射场的作战响应能力是以月、年来衡量的,而不是天。具体有效载荷的发射清单往往需要提前几年进行计划,并且需要耗费数月来进行发射准备。规划、设计、建造和启用新发射场来支持新型运载火箭的时间通常是3—7年。实现发射场地面操作自动化、缩短发射准备周期,已成为作战响应发射亟待解决的问题,直接影响作战响应空间计划的实现。

图2给出了美国防部作战响应空间的分层实现框架。第1层即征召.目标是在需求确定之后几分钟或几小时内能够发射已经总装好的运载火箭和有效载荷:第2层即部署.目标是在需求确定之后几天或几周内能准备好已有的运载火箭并将已有的有效载荷送入轨道:第3层即开发,目标是能在数月时间内快速开发并交付新运载火箭或有效载荷。从发射以及发射场的角度来看:第1层实际上是发射场的发射日时间表和活动.第2层实际上是运载火箭和有效载荷的“组装与总装”时间表和活动.第3层实际上是发射场新基础设施和设备的“设计、制造和启用”时段。

发射站址、设备以及发射流程对于ORS战略的成功实现是至关重要的。为了支持ORS任务,发射站址可以是固定或机动的,运载火箭可以从地面、海上或空中进行发射。

二、作战响应发射场设计分析

目前.大多数发射场并不是作战响应的。对于发射场来说,实现作战响应发射的关键是能够进行快速的任务规划.快速进行地面处理设施的配置.迅速实施优化精简的发射操作处理流程,通过靶场测控监视系统快速地做出发射决策和安全决策,保证火箭和卫星快速进入预定轨道。利用上面给出的ORS的三个层次,对发射场的作战响应能力分析如下:

1.“开发”层评估:设计、建造和启用

过去,新发射场的设计、建造和启用通常需要3—7年。时间进度表中的关键项通常是环境评估和发射许可、需求定义和设计、长研制周期项、大量复杂系统的测试和启用。为了满足ORS的要求,需要大大减少新ORS发射场、发射基础设施和支持设备的设计、建造和启用。

2.“部署”层评估:组装和总装

目前存在的总装方法有水平总装、垂直总装和混合总装等,每种方法都有其自身的优点和缺点。在美国,通常小型运载火箭采用水平总装方法.大型和重型运载火箭通常采用垂直总装方法。不管采用哪种方法,一直以来发射场的组装和总装活动通常需要几周到几个月的时间。这其中的关键项通常是:运载火箭部件的接收、组装和检测,有效载荷的接收、最后总装和测试.运载火箭和有效载荷的总装,射前检测。在作战响应发射场.用于飞行部件组装和总装的发射基础设施和支持设备需要将该项工作压缩到1—2周内。如果与地面的接口较少且可在几天内完成运载火箭的总装,该目标是可实现的。

3.“征召”层评估:发射日

在运载火箭完全装配、有效载荷集成和总装检测完成之后.射前最后剩下的重要事件就是推进剂加注。依据发射场的方案,推进剂加注活动可能包括运载火箭从总装厂房到发射台的转运或者移动勤务塔的移动。当火箭以发射状态竖立在发射台上时.进行各种检查,为推进剂加注和发射做好准备。运载火箭转运到发射台的方式有多种.最常用的三种是总装一转运一发射(ITL)、发射台上组装(BOP)和混合方法。关键项是运载火箭到发射台的转运、脐带系统的连接、系统检测、低温系统冷却、推进剂加注和靶场资源调度。通过适当的操作规划,发射场开发人员利用短转运距离、简单的自动脐带连接和自动测试等,可将这项工作压缩在1天内完成。

三、运载火箭和有效载荷对作战响应发射场设计的影响

在运载火箭开发期间.若没有对发射准备活动着重加以考虑.那么将有可能存在有碍于ORS发射场高效操作的因素。表l总结了各种运载火箭和有效载荷特性对发射场作战响应能力的影响.

1.推进剂的数量和类型

每种推进剂都对发射场有其自身特有的要求,并需要增加额外的复杂系统,如大型起重机、推进剂加注/卸载设施、环境处理、气体净化和压缩系统、推进剂转运设备等,而每种系统的设计、建造、操作和维护都需要时间和成本。另外,为了安全起见,推进剂之间需要相隔一定的安全距离.从而增大了区域和运输距离

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