專利名稱：火箭運(yùn)輸工具所用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及火箭運(yùn)輸工具所用的一種裝置，用于火箭的裝配、準(zhǔn)備工作并將其運(yùn)往發(fā)射地點(diǎn)，其中火箭由多級(jí)組件和將要運(yùn)往太空的有效負(fù)載組成。
用于將有效負(fù)載運(yùn)往太空的大型火箭由多級(jí)組成，各級(jí)分別制造。有效負(fù)載，例如衛(wèi)星，是單獨(dú)制造的并隨后運(yùn)往火箭的安裝地點(diǎn)與火箭裝配在一起。
用于將有效負(fù)載運(yùn)往太空的大型火箭長(zhǎng)度可達(dá)五十米或者更多?；鸺凑掌渲亓窟M(jìn)行最優(yōu)化，火箭縱向可承受相當(dāng)大的載荷，而橫向只能承受很小的載荷。因此火箭不能承受水平放置時(shí)裝滿燃料的整個(gè)火箭所產(chǎn)生的力和彎矩。
火箭包括許多先進(jìn)的系統(tǒng)，如機(jī)械系統(tǒng)、電子系統(tǒng)和光學(xué)系統(tǒng)，這些系統(tǒng)的裝配相當(dāng)復(fù)雜，并在發(fā)射前需要進(jìn)行全面的準(zhǔn)備工作。
在現(xiàn)有技術(shù)中，裝配、準(zhǔn)備工作、運(yùn)輸及燃料的填充均在火箭主軸處于豎直方向時(shí)進(jìn)行，從而防止出現(xiàn)所述的力及彎矩?；鸺谶\(yùn)往發(fā)射地點(diǎn)途中豎直放置，并在發(fā)射地進(jìn)行發(fā)射。
在火箭豎直放置時(shí)進(jìn)行裝配和準(zhǔn)備工作需要利用腳手架等裝置，以保證能夠達(dá)到火箭的不同部分。由于除去橋梁等障礙之外，運(yùn)送過程中水平方向加速時(shí)，如此高的結(jié)構(gòu)還會(huì)受到巨大的作用力，因此，長(zhǎng)途運(yùn)送豎直放置的火箭實(shí)際上是不可能的。因此按照現(xiàn)有技術(shù)，火箭的裝配和準(zhǔn)備工作是在離火箭發(fā)射地點(diǎn)非常近的地方進(jìn)行的。
由于地球的轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)射火箭最理想的位置是赤道。然而大型火箭的裝配和準(zhǔn)備工作需要可觀的人力和物力資源，而這些資源在遠(yuǎn)離赤道的其它地區(qū)才可最方便地得到。因此，火箭的裝配、準(zhǔn)備和發(fā)射實(shí)際上可在容易得到所需資源的地方進(jìn)行，從而放棄從赤道發(fā)射火箭的優(yōu)越性，或者火箭可在離赤道較近的地方發(fā)射，但后勤上的困難會(huì)相應(yīng)增加。
US 4 747 334描述了宇宙火箭的一種浮動(dòng)發(fā)射裝置。該裝置由半潛式駁船類船只運(yùn)往發(fā)射地點(diǎn)。船只沉入水中并駛離，而該裝置則停留在水中。這種情況下，火箭總是一直豎立在發(fā)射平臺(tái)上的，前提條件是火箭已預(yù)先裝配好。
US 5 042 358描述了宇宙火箭的一種浮動(dòng)發(fā)射平臺(tái)。在運(yùn)往發(fā)射地點(diǎn)的途中，平臺(tái)由半潛式駁船類的船只承載，該船拖動(dòng)著平臺(tái)。然后船只沉入水中并駛離，而平臺(tái)則停留在水中。這種情況下，火箭也一直豎立在發(fā)射平臺(tái)上，前提條件是火箭已預(yù)先裝配好。
US 4 916 999描述了發(fā)射火箭所用的一種起重平臺(tái)?；鸺诎渡系倪m當(dāng)位置被豎直安裝在一個(gè)可移動(dòng)的裝置上?；鸺驮撗b置一起被移到起重平臺(tái)上，隨后平臺(tái)被運(yùn)往海上的發(fā)射地點(diǎn)。此時(shí)平臺(tái)的各腿浸入水中并固定在底部，因而在發(fā)射過程中構(gòu)成一個(gè)相當(dāng)牢固的底座。
因而，上述專利描述了怎樣可從理想的位置，如赤道進(jìn)行火箭的發(fā)射，但并未指出怎樣可以便利的方式運(yùn)送火箭，而避免運(yùn)輸時(shí)火箭豎直放置所產(chǎn)生的不利因素。
本發(fā)明的目的是提供火箭運(yùn)輸工具所用的一種裝置，用于火箭的裝配、準(zhǔn)備和將火箭運(yùn)往發(fā)射地點(diǎn)，其中火箭由多級(jí)組件和即將運(yùn)往太空的有效負(fù)載組成，并可方便地取得裝配和準(zhǔn)備工作所需的資源，同時(shí)保持在赤道發(fā)射火箭的優(yōu)越性。
該目的由簡(jiǎn)介中所述類型的裝置實(shí)現(xiàn)，該裝置的特點(diǎn)在權(quán)利要求中陳述。
應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明涉及的是大型火箭。小型火箭的設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，裝配、準(zhǔn)備和運(yùn)輸比較簡(jiǎn)便，因而不在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
在本發(fā)明中，火箭在進(jìn)行裝配、準(zhǔn)備和運(yùn)往發(fā)射地點(diǎn)時(shí)，其主軸保持水平方向，其中火箭由多級(jí)組件和即將運(yùn)往太空的有效負(fù)載組成。因?yàn)榛鸺卜旁谝粋€(gè)或多個(gè)特制的托架或起重小車上，因而重量的分布使得彎矩減小，燃料重量引起的大作用力和彎矩問題得到部分解決，此外因?yàn)橄喈?dāng)大的一部分燃料的填充要在火箭豎立在豎直位置以后進(jìn)行，這一問題也可得到部分地解決。
火箭的裝配、準(zhǔn)備以及可能整個(gè)或部分的運(yùn)輸工作都可在一個(gè)運(yùn)輸工具上進(jìn)行，在運(yùn)輸工具上整個(gè)火箭在主軸保持水平方向的條件下被移至浮動(dòng)裝置上。然后浮動(dòng)裝置可選地移動(dòng)剩余的距離到達(dá)發(fā)射地點(diǎn)，在發(fā)射地點(diǎn)火箭被豎立在豎直位置并發(fā)射升空。
因此以一種簡(jiǎn)便的方式來運(yùn)送火箭是可能的，或者部分或全部由運(yùn)輸工具運(yùn)送，或者由浮動(dòng)裝置運(yùn)送到赤道上理想的發(fā)射位置。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，運(yùn)輸工具包括一間控制室，用于控制和監(jiān)視火箭的裝配、準(zhǔn)備工作，以及從浮動(dòng)裝置發(fā)射的過程。
在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，運(yùn)輸工具是一艘輪船，而浮動(dòng)裝置則可以是一個(gè)平臺(tái)。
在另外的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，輪船至少包括一個(gè)帶頂?shù)募装濉Ｆ脚_(tái)可為半潛式平臺(tái)，由水平浮橋和立柱組成，柱身上面是甲板。
在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，輪船具有可同時(shí)對(duì)數(shù)枚火箭進(jìn)行裝配、準(zhǔn)備和運(yùn)輸?shù)目臻g。
現(xiàn)在將參照附圖通過一個(gè)具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更為詳細(xì)的闡述，其中

圖1是用于裝配、準(zhǔn)備和運(yùn)送火箭的輪船的側(cè)視圖，圖2是用于發(fā)射火箭的平臺(tái)的側(cè)視圖。
圖1所示的運(yùn)輸工具為具有帶頂甲板6的輪船1。甲板上排放著一級(jí)火箭2、二級(jí)火箭3、三級(jí)火箭4和有效負(fù)載衛(wèi)星5。各級(jí)火箭通過船頭和船尾的艙門(未示出)運(yùn)上船，然后通過輪式臺(tái)車或滑架移至甲板6。然后各級(jí)火箭被排放在特制的托架或起重小車上，托架或起重小車可能與臺(tái)車或滑架結(jié)合在一起。
有效負(fù)載，此處表示為衛(wèi)星5，一般通過與火箭不同的另一個(gè)艙門運(yùn)上船。它可以通過船側(cè)的艙門或通過所述船頭或船尾的艙門之一運(yùn)上船。有效負(fù)載也放在滑架或臺(tái)車上，并放在特別托架或起重小車余下的位置上。
在船上，火箭的各級(jí)以及衛(wèi)星被裝配成一枚火箭，其縱向軸線位于水平方向。然后通過船上的設(shè)備對(duì)火箭的技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)備?；鸺托l(wèi)星通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)備與船上的控制室8相連，從而在控制室中可以監(jiān)控火箭和衛(wèi)星?；鸺诖纤椒胖脮r(shí)也可填充部分燃料，燃料可為固態(tài)或液態(tài)。然而必須適當(dāng)考慮到火箭由此受到的作用力和彎矩，因?yàn)榛鸺O(shè)計(jì)承受橫向作用力及相應(yīng)的力矩的能力是有限的。
火箭的裝配完成后，通過船頭或船尾的艙門(未示出)移動(dòng)到平臺(tái)上。通過一個(gè)可沿軌道移動(dòng)的輪式裝置將火箭與起重小車一起從艙門移出至一提升斜臺(tái)，然后將其升至平臺(tái)，該過程將參照?qǐng)D2更加詳細(xì)地進(jìn)行說明。
圖2所示浮動(dòng)裝置為半潛式平臺(tái)20。平臺(tái)的主要構(gòu)件由水平浮橋21組成，浮橋帶有驅(qū)動(dòng)螺旋槳22，由平臺(tái)自身的機(jī)器驅(qū)動(dòng)。浮橋上設(shè)有立柱23，柱身上方安放著甲板29。平臺(tái)裝有起重裝置24和庫(kù)25。
當(dāng)將火箭從船上移至平臺(tái)上時(shí)，如上所述，火箭從船的一個(gè)艙門移到提升斜臺(tái)上。然后火箭通過起重裝置24升到平臺(tái)上水平放置，并隨后運(yùn)入庫(kù)25內(nèi)，庫(kù)25內(nèi)裝有必要的設(shè)備以備需要時(shí)繼續(xù)進(jìn)行準(zhǔn)備工作?；鸺恢庇纱目刂剖?監(jiān)控。除去火箭控制室之外，平臺(tái)上包括所有用于完成火箭準(zhǔn)備工作所需的工具。
在發(fā)射之前，火箭通過運(yùn)輸裝置移出庫(kù)外，優(yōu)選地沿軌道移動(dòng)，并移至虛線26所示位置，然后移到發(fā)射架30上。發(fā)射裝置位于平臺(tái)一側(cè)，優(yōu)選地位于平臺(tái)尾部，平臺(tái)尾部是在移動(dòng)時(shí)自然位于后邊的那一端。在發(fā)射架上面向平臺(tái)的一側(cè)，有一耐火墻或類似裝置(未示出)，用于保護(hù)平臺(tái)免受發(fā)射時(shí)產(chǎn)生的火焰和熱量的侵害。
通過翻轉(zhuǎn)/提升裝置28，可將火箭升至參考數(shù)字27所示的豎直位置。至此時(shí)為止，大多數(shù)平臺(tái)上的人員已離開平臺(tái)。他們是通過平臺(tái)與船之間的過橋或梯子離開的。然后撤掉過橋并將船駛至遠(yuǎn)離平臺(tái)的一個(gè)安全位置，例如離開兩千米，以便繼續(xù)監(jiān)控發(fā)射。
火箭到達(dá)豎直位置之后，進(jìn)行最后的準(zhǔn)備工作，包括如最后的燃料填充，即從平臺(tái)上的容器向火箭填充燃料。如前所述，此次最后一次填充的燃料數(shù)量取決于火箭可承受的橫向負(fù)載范圍。作為最小限度，最后的燃料填充應(yīng)包括填充液態(tài)氧，因?yàn)橐簯B(tài)氧在正常環(huán)境溫度下很快揮發(fā)。
最后的準(zhǔn)備工作完成之后，最后一批平臺(tái)工作人員乘小艇或直升飛機(jī)離開平臺(tái)來到船上。
實(shí)際的發(fā)射過程由輪船上的控制室控制。在火箭升空一定距離后，轉(zhuǎn)由地面基地的工作站進(jìn)行控制。
隨后輪船，可能還包括平臺(tái)，返回港口。
于是上述目標(biāo)就可實(shí)現(xiàn)，即在發(fā)射過程中可方便地獲得所需的人力物力資源，而同時(shí)使發(fā)射在赤道進(jìn)行。
與簡(jiǎn)介中提到的已知解決方法相比，其中提出火箭從平臺(tái)上發(fā)射的方案，水平運(yùn)輸和保管火箭具有許多好處。首先，由于可以利用“普通”尺寸的輪船，火箭的運(yùn)送更為簡(jiǎn)便廉價(jià)。事實(shí)上可以對(duì)已有的輪船，如RO-RO船進(jìn)行改裝和利用。而且，運(yùn)輸途中火箭水平放置時(shí)，由于船只加速時(shí)產(chǎn)生的作用力沒有豎直的力臂，所以運(yùn)送途中水平方向加速時(shí)能夠更好地保護(hù)火箭。此外，通往火箭的不同部分的上層結(jié)構(gòu)和通道更為廉價(jià)，從而使得裝配、準(zhǔn)備和運(yùn)送工作得以進(jìn)行而不會(huì)受到天氣條件的影響。
最后應(yīng)當(dāng)指出，使用同一間控制室進(jìn)行火箭的所有裝配、準(zhǔn)備、操縱和發(fā)射工作，具有相當(dāng)多的優(yōu)點(diǎn)。由此得到了一種低成本的解決方案，可以避免容易出現(xiàn)的計(jì)算機(jī)與其它機(jī)械設(shè)備以及控制人員之間的通訊問題。
以上對(duì)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案的描述中沒有考慮在何處將火箭從運(yùn)輸船上移到浮動(dòng)裝置上。運(yùn)輸船和浮動(dòng)裝置可以保證將整個(gè)火箭保管一段時(shí)間，因?yàn)榇透?dòng)裝置上都會(huì)裝有必要的通訊設(shè)備，用以在船的控制室中監(jiān)控火箭和衛(wèi)星的技術(shù)系統(tǒng)。因此，無論運(yùn)輸船和浮動(dòng)裝置均停于港口，還是均位于發(fā)射地點(diǎn)，都可以將火箭從運(yùn)輸船移到浮動(dòng)裝置上。
在所述的實(shí)施方案中，所示輪船僅有一枚火箭的空間，但很明顯，船只可以擁有更多火箭所需的空間，從實(shí)際的觀點(diǎn)來看，三枚火箭似乎是一個(gè)合適的最大值。
以上通過一個(gè)具體的實(shí)施方案對(duì)發(fā)明做了說明。然而，顯然在本發(fā)明范圍內(nèi)可有許多變型。例如，本發(fā)明并未限定將火箭從運(yùn)輸船移到浮動(dòng)裝置所用的方式。不利用所描述的起重裝置，也可以通過一個(gè)升降機(jī)將火箭提到船的上層甲板上，繼而通過一個(gè)船橋?qū)⒒鸺频狡脚_(tái)。如果使用基準(zhǔn)面的話，也可利用氣墊推進(jìn)器來移動(dòng)火箭，這尤其適用于移動(dòng)沉重的設(shè)備。
在所述的實(shí)施方案中，所述平臺(tái)為半潛式平臺(tái)。然而本發(fā)明并不限于使用此類平臺(tái)，例如各腿置于底部的起重平臺(tái)也可很好地達(dá)到目的。
在第二個(gè)實(shí)施方案中，浮動(dòng)裝置上的庫(kù)也可豎立起來，從而使得火箭豎直放置時(shí)可以進(jìn)行最后的檢查測(cè)試，因此也可為開始發(fā)射打下一個(gè)更為安全的基礎(chǔ)。另一種可能性是撤掉整個(gè)庫(kù)，從而使設(shè)計(jì)成本更低。如果要用平臺(tái)發(fā)射設(shè)計(jì)相當(dāng)牢固的火箭，對(duì)最后檢測(cè)和天氣條件的依賴程度更小，則撤掉整個(gè)庫(kù)比較適當(dāng)。
權(quán)利要求
1.一種火箭運(yùn)輸工具所用的裝置，用于火箭的裝配、準(zhǔn)備工作和將火箭運(yùn)往發(fā)射地點(diǎn)，其中火箭由多級(jí)組件(2、3、4)和即將運(yùn)往太空的有效負(fù)載(5)組成，其特征在于，它包括在火箭主軸保持水平方向時(shí)對(duì)火箭進(jìn)行裝配、準(zhǔn)備和運(yùn)送的適當(dāng)設(shè)施。
2.權(quán)利要求1的裝置，其特征在于運(yùn)輸工具包括一間控制室(8)，用于控制和監(jiān)視火箭的裝配、準(zhǔn)備工作以及從浮動(dòng)裝置(20)上發(fā)射的過程。
3.權(quán)利要求1或2的裝置，其特征在于運(yùn)輸工具是一艘輪船(1)，而且所述設(shè)施為配有一個(gè)裝配車間以及完成發(fā)射火箭所需的相關(guān)設(shè)備的帶頂甲板(6)。
4.權(quán)利要求3的裝置，其特征在于輪船(1)的空間可同時(shí)進(jìn)行幾枚火箭的裝配、準(zhǔn)備及運(yùn)輸工作。
5.權(quán)利要求3或4的裝置，其特征在于輪船(1)包括一個(gè)可能帶有滑軌的船尾艙門或船側(cè)艙門，用于將衛(wèi)星(5)運(yùn)進(jìn)火箭裝配區(qū)。
6.權(quán)利要求3至5中之一的裝置，其特征在于輪船(1)包括一個(gè)運(yùn)輸裝置，用于將水平放置的火箭從進(jìn)行裝配和準(zhǔn)備工作的地方運(yùn)到一個(gè)升降平臺(tái)或斜臺(tái)，以將火箭升至平臺(tái)(20)。
7.權(quán)利要求6的裝置，其特征在于運(yùn)輸裝置沿滑軌移動(dòng)。
8.權(quán)利要求3至7中之一的裝置，其特征在于輪船(1)包括一個(gè)船頭和/或船尾的艙門，用于將火箭各級(jí)(2、3、4)運(yùn)入其中進(jìn)行裝配，以及裝配和準(zhǔn)備工作完成后將火箭移至一個(gè)升降平臺(tái)或斜臺(tái)，以將火箭升至平臺(tái)(20)。
全文摘要
運(yùn)輸工具所用的一種裝置,用于火箭的裝配、準(zhǔn)備工作并將其運(yùn)往發(fā)射地點(diǎn),其中火箭由多級(jí)組件(2、3、4)和即將運(yùn)往太空的有效負(fù)載(5)組成,該裝置包括在火箭主軸保持水平方向時(shí)進(jìn)行裝配、準(zhǔn)備和運(yùn)輸工作所用的適當(dāng)設(shè)施。運(yùn)輸工具,它可能是一艘輪船(1),包括一間控制室(8),用于控制和監(jiān)控火箭的裝配、準(zhǔn)備工作以及從浮動(dòng)裝置(20)上發(fā)射的過程。所述設(shè)施可為一帶頂甲板(6),配有一個(gè)裝配車間以及完成發(fā)射火箭所需的相關(guān)設(shè)備。
文檔編號(hào)B64G5/00GK1187795SQ96194819
公開日1998年7月15日 申請(qǐng)日期1996年4月30日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月30日
發(fā)明者P·H·克里斯藤森, L·M·索爾豪格, B·R·李恩, B·金德姆 申請(qǐng)人:克瓦納爾海運(yùn)公司