海南文昌航天发射场设计新型导流槽不同于太原、酒泉卫星发射中心的导流槽,使用多项开创性技术,在一定程度上填补了我国航天发射场导流槽建设多个空白。

导流槽是火箭发射重要的地下工程,承受火箭发射时高温、高速、高压燃气流的冲刷,其质量好坏直接影响到火箭的稳定性和精度。新一代运载火箭推力强、火焰长、排气量大、对噪声控制标准高,对导流槽设计有着非常严格的要求。

据北京特种工程设计研究院崔展鹏介绍,为了应对火箭发射的新变化,导流槽设计需要解决三类技术难题:一是,承受多次发射时燃气射流的烧蚀和冲击作用;二是,控制导流槽内燃气射流流动噪声;三是,解决降噪防护水汽化后的导流通畅性问题。

由于文昌航天发射场毗邻海边建设,地质条件复杂,船型的下沿底板呈漏斗状,分别位于岩石和液化沙层中,基础设计难度大。此外,还面临地下水位较高,结构自重远远不能平衡地下水浮力,基坑的开挖、支护,防止地下水渗漏、突涌,防止基坑失稳等难题。对此,设计单位开展了导流槽抗浮和深大基坑开挖与支护研究,确定了压重法、抗浮桩法和抗浮锚杆法综合抗浮设计方法,止水帷幕+坑内井点降水+分级放坡的深大基坑开挖方法,解决了大体积地下结构抗浮和基坑开挖支护等难题。

特别是针对火箭发射推力大、火焰长、对噪声控制要求高,对导流槽冲击和烧蚀强度高、排气流量大等重大难题,设计单位深入开展了导流槽气动外形优化、燃气射流喷水降温降噪机理与效果等数值仿真与试验研究,突破了导流槽气动外形优化、发动机燃气射流噪声辐射特性评估及控制、大流量喷水冷却效果及其对导流通畅性与燃气射流噪声辐射特性影响评估等一批关键技术难题,提出导流槽气动外形评价准则和锥形双面导流槽基本气动外形、曲面导流槽出口技术方案;提出了锥面四流道结构体系,解决了导流槽跨度大、载荷受力大等问题;开展导流槽耐烧蚀防热衬层设计的研究,研制了具有自主知识产权的新型耐烧蚀混凝土,解决了导流槽高温烧蚀防护和海洋环境中材料耐久性问题,达到了“以柔克刚”的效果。

 

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海南文昌航天发射场导流槽多项开创性技术确保火箭发射稳定精确

图文简介

文昌航天发射场毗邻海边建设,地质条件复杂,船型的下沿底板呈漏斗状。