海南文昌航天發射場地處沿海地帶,臺風雷電暴雨相對頻繁,高溫高濕高鹽霧氣候條件,對發射場地面設施設備和實施發射都提出了嚴峻的挑戰。

海南文昌航天發射場研究設計總體單位,北京特種工程設計研究院相關研究人員為廣大網友解答了相關技術問題。

 

四大措施防臺風

海南文昌航天發射場主體工程建成后,經受住了超強臺風“威馬遜”、強臺風“海鷗”的考驗,沒有形成主體結構損傷和積水。針對發射場防臺風問題,該院結構室李龍春副主任介紹了發射場采取的四項技術措施:一是強化工程防護設計。針對垂直總裝測試廠房高大空曠和固定勤務塔大懸臂的結構特點,通過縮比模型風洞試驗和風場數值仿真,完成了臺風作用下的載荷分布和動力學響應分析,通過混凝土墻-鋼梁剛接和鉸接兩種節點試驗研究,確定了廠房采用鋼筋混凝土筒柱式中空高層結構體系、固定勤務塔采用外鋼骨框架與內核心筒相結合的混合結構體系防護方案。國內行業專家評審認為,這些措施能夠有效提高抗臺風能力,達到強臺風下的安全要求。二是優化測試發射流程。為適應海南氣候環境,研究確定了“垂直總裝、垂直測試、垂直轉運和遠距離測試發射”的火箭測試發射模式,優化了火箭測試發射流程,縮短了火箭在室外暴露的時間,減小不利天氣的影響。三是提升氣象預報能力。建設完善氣象預報系統,建立與海南省氣象局、總參氣象水文局聯合會商預報機制,及時發布臺風等災害天氣預警,合理調整任務計劃,在火箭航天器轉運、待命發射等關鍵時段,對災害天氣進行有效規避。四是完善防洪排澇設施。建設疏浚排洪渠道、適當提高建筑物標高等措施,有效防范強降雨可能引起的洪澇災害。

 

三大舉措防雷電

為解決雷電防護問題,北京特種工程設計研究院設備室經過集智攻關,采取了三項舉措:一是嚴格標準要求。針對發射場不同設施特點,制定了不同類別、不同等級的防雷電技術方案,嚴格按國家相關規范進行防雷電設計,各單體建筑均能滿足防雷電要求。二是強化監測預警。發射場建設雷電監測預警系統、閃電探測定位系統、空中電場探測系統,嚴密監測場區周圍雷電、閃電活動情況,構建被動防護與主動預警相結合的雷電綜合防護體系,有效防范雷電對火箭航天器和大型設施設備的影響破壞。三是突出防范重點。自然界的雷擊具有很大隨機性,任何雷電防護系統都無法100%保證對雷電的有效攔截。針對發射工位高聳暴露火箭防雷電難題,為了分析比較各種雷電防護系統的有效性,該院基于概率論建立了雷電防護系統的數學模型,運用數值仿真模擬計算了防雷系統的雷電攔截效率,從而實現了對防雷系統的統計預測。通過比較分析,確定了由四座避雷塔和橫拉避雷線組成的立體網式防雷電系統方案。計算機仿真和雷擊試驗的結果表明,該措施雷擊防護效率可達到98.6%,高于國內現有發射場防雷電系統90%的防護效率,達到了國內領先水平。

 

三項技術防鹽霧

針對發射場鹽霧防護問題,主要采取了三項技術:一是加強室外防護。針對發射場設施設備種類多、工作環境不同等特點,進行了各種防護對象不同環境條件下防護措施對比研究,開展了3種類別、3種防腐蝕等級試件、18個周期的加速腐蝕試驗和歷時兩年的室外暴露試驗驗證,確定了金屬結構采用內密外實隔離防護、鋼筋混凝土結構采用加厚延時腐蝕保護層、室外設備采用表面涂裝保護技術措施;在試驗數據的基礎上,科學界定室外設備防護等級,對固定勤務塔回轉平臺等重要室外暴露鋼結構,研究分析了防護效能與防護代價的平衡關系,確立了10~15年防護壽命標準和防腐涂裝體系。二是改善室內環境。加強空調系統建設,利用空調系統進行除濕和鹽霧吸附,同時加強建筑防雨防潮設計,改善通風條件,創造低濕、低鹽霧的室內工作環境。三是注重維護保養。建設鹽霧監測系統,探索鹽霧濃度分布規律,深化防鹽霧技術研究,針對不同設施設備特點,制定維護保養規范,建立維護保養制度,及時進行維護保養。

 

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臺風、雷電、鹽霧防護三項技術創新為發射場保駕護航

圖文簡介

針對發射場鹽霧防護問題,主要采取了三項技術:一是加強室外防護。