每次運載火箭發射完都需要對發射塔維護嗎怎么做耐高溫處理

過去十年我國每年航天發射次數基本都在世界第一或者第二位,特別是最近幾年我國光是每個月的火箭發射次數就多達數次,可以說現階段我國一個月的航天發射次數就已經頂國外有些國家全年的航天發射次數了 。在這么頻繁的發射次數背后,每次發射時我們看到火箭尾部噴出的高溫燃氣一方面在推動火箭上升的同時,另一方面也對基礎設施---火箭發射塔或者火箭發射臺的硬件設施產生包括高溫、噪音、震動等在在內的多重傷害 。那么每次發射火箭時時如何保證這些基礎設施不被摧毀?又是如何避免三千多度高溫烤蝕的呢?

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其實在火箭基礎設施高溫防護上主要由兩種防護措施,一種是大量噴水的“濕式”保護措施,另外一種則是采用耐高溫材料做成的“干式”保護措施兩種模式,具體來說的話,這兩種防護措施大部分硬件設施結構是相差不大的,只不過在降溫處理上有所不同罷了 。比如不管是干式還是濕式在火箭發射臺下面都有一個尺寸巨大的“V型”導流板,其主要是用耐高溫的特種鋼材搭建成基礎結構框架,然后在表面和周圍墻壁覆蓋有多層反射、耐高溫的混凝土導熱磚,這樣除了能夠讓火箭噴射出的幾千度高溫燃氣偏轉到兩側順利排走外,還能避免對發射臺造成高溫烤炙和沖擊破壞 。
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但是光排走高溫燃氣并不能徹底解決兩三千度高溫對整個發射臺的燒蝕問題,所以就要在發射前就提前對整個發射臺進行降溫處理,以保證火箭離開發射臺后整個發射臺基礎設施能夠盡快散熱避免損壞 。在降溫處理上我國和國外走出了完全不同的路 。比如美國在發射航天飛機之前,發射臺下的高流量水噴射系統會在短短幾秒鐘內噴射出四五百噸的水來給整個發射臺降溫,并借助水的沖擊力淹沒發射臺噪音和阻止降低發射過程中,高溫燃氣對這個發射臺產生的震動影響 。
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這種短短幾秒鐘內就噴射出幾百噸降溫水的確看起來很壯觀,但是在基礎建設過程中首先大量的水源供應很重要,所以對于發射場附近的水資源整合有一定要求,其次需要在發射臺附近開建能夠容納五六百噸水的水塔,然后還需要在發射臺附近開建一連串深水井,以回收發射降溫后的廢水,而且還需要對這些廢水進行環保處理 。所以這種濕式高溫處理模式雖然有著過程簡單的優勢,但是對于周邊環境有一定的要求,而且大量依靠水來實現降溫也會增加整個發射流程復雜性,不利于短時間內密集發射需求 。而且每次發射完都需要對整個發射臺進行維護保養,因為不管是速度超過音速的高溫燃氣還是高速噴出的降溫水都會對整個發射排煙和基礎設施產生“沖擊性破壞”,比如美國航天飛機發射完后,雖然有高流量水噴射系統降溫處理,但是高溫燃氣和高流程降溫水都會對整個發射臺基礎設施產生一定破壞,導致發射臺下面墻體上的隔熱磚脫落,所以濕式發射雖然看起來結構簡單、方便,但是不光存在初期建設成本高、建設工程復雜的問題,而且也存在發射成本高、發射后需要對降溫水回收、環保處理和發射臺全面檢修維護問題 。
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