肖士利，何 巍，秦旭東

(北京宇航系統(tǒng)工程研究所，北京 100076)

0 引言

運(yùn)載火箭的測(cè)試發(fā)射模式(以下簡(jiǎn)稱測(cè)發(fā)模式)是指火箭在發(fā)射場(chǎng)技術(shù)區(qū)和發(fā)射區(qū)轉(zhuǎn)運(yùn)、總裝、測(cè)試過(guò)程中的技術(shù)物理狀態(tài)，通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)、總裝、測(cè)試這3個(gè)狀態(tài)基本上能反映火箭的技術(shù)狀態(tài)、測(cè)發(fā)流程、地面設(shè)施設(shè)備和發(fā)射場(chǎng)總體布局的特點(diǎn)。測(cè)發(fā)模式一經(jīng)確定，就決定了火箭在發(fā)射場(chǎng)的測(cè)發(fā)流程和發(fā)射場(chǎng)設(shè)施設(shè)備的總體方案與基本規(guī)模。

目前，各國(guó)運(yùn)載火箭常用的測(cè)發(fā)模式主要有3種：一平兩垂(火箭水平轉(zhuǎn)運(yùn)、垂直總裝、垂直測(cè)試)、三垂(火箭垂直轉(zhuǎn)運(yùn)、垂直總裝、垂直測(cè)試)和三平(火箭水平轉(zhuǎn)運(yùn)、水平總裝、水平測(cè)試)，3種測(cè)發(fā)模式各有優(yōu)缺點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外火箭中均有應(yīng)用。由于測(cè)發(fā)模式對(duì)火箭和發(fā)射場(chǎng)總體方案起著重要作用，未來(lái)我國(guó)運(yùn)載火箭在不同的發(fā)射場(chǎng)采用何種測(cè)發(fā)模式才能發(fā)揮出最大效能是一個(gè)值得研究的問(wèn)題。本文提出了一種測(cè)發(fā)模式定量分析方法，開(kāi)展了我國(guó)小型、中型、大型及重型運(yùn)載火箭在不同發(fā)射場(chǎng)最優(yōu)測(cè)發(fā)模式分析，為我國(guó)下一代運(yùn)載火箭測(cè)發(fā)模式發(fā)展思路提供重要參考。

1 國(guó)內(nèi)外運(yùn)載火箭測(cè)發(fā)模式現(xiàn)狀

1.1 一平兩垂測(cè)發(fā)模式

該模式在發(fā)射場(chǎng)技術(shù)區(qū)建設(shè)水平準(zhǔn)備廠房，發(fā)射區(qū)建設(shè)固定發(fā)射臺(tái)、地下設(shè)備間、勤務(wù)塔和臍帶塔?；鸺鞑慷卧诩夹g(shù)區(qū)水平準(zhǔn)備廠房完成狀態(tài)檢查后，通過(guò)公路運(yùn)輸車將各級(jí)運(yùn)往發(fā)射區(qū)，用勤務(wù)塔上的吊車將各級(jí)火箭、整流罩/有效載荷或其組合體垂直吊裝對(duì)接在發(fā)射臺(tái)上，經(jīng)過(guò)測(cè)試后進(jìn)行加注發(fā)射，如圖1所示。

圖1 一平兩垂測(cè)發(fā)模式Fig.1 One-level and two-vertical test and launch mode

該模式的優(yōu)點(diǎn)在于技術(shù)區(qū)設(shè)施簡(jiǎn)單，在發(fā)射區(qū)測(cè)試過(guò)程連貫，無(wú)需狀態(tài)轉(zhuǎn)換。對(duì)發(fā)射臺(tái)要求較低，火箭運(yùn)輸條件低，操作簡(jiǎn)單。但該模式對(duì)發(fā)射區(qū)設(shè)施要求高，需要修建功能完整、全封閉式的塔架用于火箭吊裝和測(cè)試，而且火箭在發(fā)射區(qū)占位時(shí)間長(zhǎng)，每?jī)纱伟l(fā)射時(shí)間間隔長(zhǎng)。發(fā)射區(qū)塔架一般可采取兩種不同的組合形式，一是固定勤務(wù)塔和臍帶塔方式，二是固定臍帶塔和活動(dòng)勤務(wù)塔方式。我國(guó)的CZ-2C、CZ-3A系列以及CZ-4系列火箭采用這種模式。

1.2 三垂測(cè)發(fā)模式

該模式在發(fā)射場(chǎng)技術(shù)區(qū)垂直總裝測(cè)試廠房?jī)?nèi)，將各級(jí)箭體、整流罩/有效載荷組合體垂直組裝在活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)上，完成各項(xiàng)測(cè)試后，通過(guò)活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)將火箭垂直轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射區(qū)，在發(fā)射區(qū)經(jīng)綜合測(cè)試后進(jìn)入發(fā)射準(zhǔn)備階段，如圖2所示。

圖2 三垂測(cè)發(fā)模式Fig.2 Three-vertical test and launch mode

該模式的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)試環(huán)境好，技術(shù)區(qū)及發(fā)射區(qū)測(cè)試可采用同一套前端測(cè)試設(shè)備，且在運(yùn)輸時(shí)測(cè)試狀態(tài)不斷開(kāi)，確保技術(shù)區(qū)的測(cè)試狀態(tài)及測(cè)試結(jié)果有效，有效降低火箭在發(fā)射區(qū)的工作時(shí)間，便于連續(xù)發(fā)射。但該模式對(duì)地面設(shè)施設(shè)備要求高，除了在技術(shù)區(qū)建設(shè)高大的垂直總裝廠房外，部分火箭還需要在發(fā)射區(qū)建設(shè)勤務(wù)塔，同時(shí)對(duì)活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)要求高，整個(gè)地面設(shè)施設(shè)備規(guī)模較大，造價(jià)較高。美國(guó)的土星5號(hào)、航天飛機(jī)、SLS、宇宙神5，歐洲的阿里安5，日本的H-2A，中國(guó)的CZ-2F、CZ-5、CZ-7等火箭均采用這種模式。

1.3 三平測(cè)發(fā)模式

該模式在發(fā)射場(chǎng)技術(shù)區(qū)水平準(zhǔn)備廠房?jī)?nèi)完成箭體水平組裝和有效載荷水平對(duì)接，完成各項(xiàng)測(cè)試后，由轉(zhuǎn)運(yùn)車將火箭水平轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射區(qū)，在發(fā)射區(qū)開(kāi)展火箭整體起豎、箭地連接、加注和發(fā)射，如圖3所示。

圖3 三平測(cè)發(fā)模式Fig.3 Three-level test and launch mode

該模式的優(yōu)點(diǎn)是可以避免在技術(shù)區(qū)建設(shè)高大的垂直總裝測(cè)試廠房且發(fā)射區(qū)地面設(shè)施較為簡(jiǎn)單，對(duì)運(yùn)輸?shù)缆芬筝^低，轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)所用的運(yùn)輸車輛與三垂模式相比，較經(jīng)濟(jì)。美國(guó)的獵鷹9、蘇聯(lián)/俄羅斯的能源號(hào)、聯(lián)盟號(hào)、質(zhì)子號(hào)和天頂號(hào)，我國(guó)的CZ-6和CZ-11等火箭采用這種模式。

火箭和有效載荷在水平狀態(tài)下組裝和測(cè)試，須解決測(cè)試狀態(tài)和發(fā)射狀態(tài)不一致的問(wèn)題。對(duì)于這種方式，如果有效載荷不允許水平運(yùn)輸，可以將整流罩/有效載荷組合體運(yùn)輸至發(fā)射區(qū)與火箭垂直對(duì)接，但須在發(fā)射區(qū)額外配套勤務(wù)塔吊車和操作平臺(tái)，進(jìn)而增加了發(fā)射區(qū)建設(shè)規(guī)模。比如按照三平模式來(lái)設(shè)計(jì)的德?tīng)査?H和在庫(kù)魯發(fā)射場(chǎng)發(fā)射的聯(lián)盟號(hào)火箭，因有效載荷不能適應(yīng)水平對(duì)接、轉(zhuǎn)運(yùn)及測(cè)試，火箭基礎(chǔ)級(jí)(一二級(jí)、助推器)采用水平組裝和水平測(cè)試，整流罩/有效載荷組合體采用垂直組裝的方式與基礎(chǔ)級(jí)對(duì)接，這種模式可認(rèn)為是三平模式的過(guò)渡狀態(tài)，或稱為“兩平一垂”測(cè)發(fā)模式，即火箭水平轉(zhuǎn)運(yùn)和水平測(cè)試，整流罩/有效載荷組合體垂直對(duì)接。

1.4 各國(guó)運(yùn)載火箭測(cè)發(fā)模式分析

俄羅斯火箭一直以來(lái)都采用三平模式，歐洲火箭主要采用三垂模式，美國(guó)火箭早期以三垂模式為主，隨著獵鷹9火箭的發(fā)展，目前三垂模式和三平模式均有應(yīng)用。我國(guó)火箭也采用了多種測(cè)發(fā)模式，早期火箭以一平兩垂模式為主，三垂模式為輔，新一代運(yùn)載火箭以三垂模式為主，三平模式為輔。

國(guó)外火箭發(fā)射場(chǎng)設(shè)施較為簡(jiǎn)單，基本都采用簡(jiǎn)易勤務(wù)塔模式，部分火箭直接取消了勤務(wù)塔，火箭在發(fā)射區(qū)都是露天測(cè)試及加注，這對(duì)火箭的可靠性、安全性、環(huán)境適應(yīng)性和使用維護(hù)性能提出了很高的要求。我國(guó)大中型火箭在發(fā)射區(qū)都采用了全封閉式的勤務(wù)塔方案，為火箭在發(fā)射區(qū)的操作、測(cè)試、檢查提供良好的環(huán)境保障條件，對(duì)地面設(shè)施的保障能力提出了很高的要求，發(fā)射場(chǎng)整體建設(shè)規(guī)模較大。

2 測(cè)發(fā)模式影響因素分析

測(cè)發(fā)模式論證需結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況，應(yīng)具備較強(qiáng)的任務(wù)適應(yīng)性和環(huán)境適應(yīng)性、較高的可靠性和安全性、較好的經(jīng)濟(jì)性，從這4個(gè)指標(biāo)中可以細(xì)化出13項(xiàng)影響因素，如圖4所示。

2.1 任務(wù)適應(yīng)性

任務(wù)適應(yīng)性可通過(guò)快速發(fā)射能力、連續(xù)發(fā)射能力、通用發(fā)射能力、逆流程處置能力、有效載荷適應(yīng)能力等5個(gè)方面來(lái)分析。

1)快速發(fā)射能力反映火箭在發(fā)射場(chǎng)的測(cè)發(fā)周期；

2)連續(xù)發(fā)射能力反映火箭在同一個(gè)工位連續(xù)兩次發(fā)射的時(shí)間間隔和火箭在發(fā)射區(qū)占位時(shí)間；

3)通用發(fā)射能力反映不同構(gòu)型火箭在同一個(gè)發(fā)射工位的適應(yīng)能力；

4)逆流程處置能力表征火箭在故障情況下，應(yīng)急處理的處置能力；

5)有效載荷適應(yīng)能力反映有效載荷水平或者垂直總裝、測(cè)試、轉(zhuǎn)運(yùn)的適應(yīng)能力。

圖4 測(cè)發(fā)模式影響因素Fig.4 The influencing factors of test and launch mode

通過(guò)優(yōu)化發(fā)射場(chǎng)測(cè)發(fā)流程，縮短火箭發(fā)射準(zhǔn)備時(shí)間和每次發(fā)射后恢復(fù)時(shí)間，具備快速發(fā)射能力和連續(xù)發(fā)射能力，滿足不同的任務(wù)需求；同一發(fā)射工位盡可能適應(yīng)不同構(gòu)型火箭發(fā)射能力；火箭出現(xiàn)重大故障時(shí)，應(yīng)具備較好的逆流程處置能力；有效載荷能夠適應(yīng)水平和垂直總裝測(cè)試狀態(tài)。

2.2 環(huán)境適應(yīng)性

環(huán)境適應(yīng)性通過(guò)火箭在發(fā)射場(chǎng)總裝、測(cè)試、轉(zhuǎn)運(yùn)這3個(gè)狀態(tài)來(lái)反映，這3個(gè)狀態(tài)對(duì)應(yīng)3種不同的環(huán)境，分別是總裝環(huán)境、測(cè)試環(huán)境和轉(zhuǎn)場(chǎng)環(huán)境。

1)總裝環(huán)境適應(yīng)性表征火箭在發(fā)射場(chǎng)總裝過(guò)程的環(huán)境適應(yīng)性，一般受自然環(huán)境和力學(xué)環(huán)境影響，其中火箭吊裝可分為室內(nèi)吊裝和室外吊裝；

2)測(cè)試環(huán)境適應(yīng)性反映火箭在各種天氣情況下的測(cè)試發(fā)射保障難度；

3)轉(zhuǎn)場(chǎng)環(huán)境適應(yīng)性反映火箭在轉(zhuǎn)場(chǎng)過(guò)程中的自然環(huán)境適應(yīng)性和力學(xué)環(huán)境適應(yīng)性。

火箭在發(fā)射場(chǎng)應(yīng)具備較強(qiáng)的自然環(huán)境適應(yīng)能力和運(yùn)輸環(huán)境適應(yīng)能力。

2.3 可靠性和安全性

可靠性和安全性主要通過(guò)火箭測(cè)發(fā)狀態(tài)改變程度、技術(shù)基礎(chǔ)來(lái)反映。

1)測(cè)發(fā)狀態(tài)改變程度反映火箭測(cè)試和發(fā)射時(shí)狀態(tài)改變程度；

2)技術(shù)基礎(chǔ)反映該模式在發(fā)射場(chǎng)總裝、測(cè)試和發(fā)射的成熟度和可靠度。

火箭和有效載荷測(cè)試狀態(tài)和發(fā)射狀態(tài)基本保持一致，減少狀態(tài)轉(zhuǎn)換；發(fā)射場(chǎng)技術(shù)區(qū)和發(fā)射區(qū)盡量使用同一套前端地面設(shè)備，與箭體連接測(cè)試完成后狀態(tài)不再變化；采用技術(shù)基礎(chǔ)好和成熟度高的技術(shù)，其可靠性和安全性相對(duì)較高。

2.4 經(jīng)濟(jì)性

火箭在發(fā)射場(chǎng)的主要設(shè)施設(shè)備包括火箭地面測(cè)發(fā)控設(shè)備、發(fā)射臺(tái)和發(fā)射場(chǎng)設(shè)施等，以上設(shè)施設(shè)備可以反映建設(shè)規(guī)模，體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性。

1)火箭測(cè)發(fā)控設(shè)備主要通過(guò)配套數(shù)量、箭體總裝設(shè)備規(guī)模等反映；

2)發(fā)射臺(tái)一般包括固定發(fā)射臺(tái)或活動(dòng)發(fā)射臺(tái)；

3)發(fā)射場(chǎng)設(shè)施主要包括技術(shù)區(qū)測(cè)試廠房、轉(zhuǎn)運(yùn)軌道和發(fā)射區(qū)勤務(wù)塔等。

測(cè)發(fā)模式論證時(shí)應(yīng)盡量降低火箭地面測(cè)發(fā)控設(shè)備、發(fā)射臺(tái)和發(fā)射場(chǎng)建設(shè)規(guī)模，降低成本，提高使用維護(hù)性能。

運(yùn)載火箭3種測(cè)發(fā)模式對(duì)比分析如表1所示。

3 測(cè)發(fā)模式定量分析方法

按運(yùn)載能力劃分，可把我國(guó)運(yùn)載火箭大致分為小型、中型、大型、重型等，其中小型火箭直徑一般小于3.35 m，中型火箭直徑一般為3.35 m，大型火箭直徑一般為5 m，重型火箭直徑一般為10 m級(jí)。

我國(guó)目前有4個(gè)發(fā)射場(chǎng)，其中1個(gè)沿海發(fā)射場(chǎng)，為文昌發(fā)射場(chǎng)，其他3個(gè)為內(nèi)陸發(fā)射場(chǎng)，分別是西昌發(fā)射場(chǎng)、酒泉發(fā)射場(chǎng)和太原發(fā)射場(chǎng)。

3.1 分析步驟

測(cè)發(fā)模式定量分析法按照以下步驟進(jìn)行分析。

1)梳理出測(cè)發(fā)模式影響因素，共4大類13項(xiàng)，見(jiàn)圖4。

2)對(duì)測(cè)發(fā)模式影響因素綜合分析，分別對(duì)火箭在4個(gè)發(fā)射場(chǎng)采用不同測(cè)發(fā)模式的影響因素進(jìn)行評(píng)分，評(píng)分采用5分制。根據(jù)表1的分析結(jié)果，每項(xiàng)影響因素按照1～5分進(jìn)行評(píng)分，1分表示差，2分表示較差，3分表示一般，4分表示較好，5分表示好。

表1 3種測(cè)發(fā)模式對(duì)比分析

3)對(duì)測(cè)發(fā)模式影響因素進(jìn)行權(quán)重評(píng)分，即影響因子。影響因子按照重要程度分為重要影響因素和一般影響因素兩類，其中重要影響因素是指對(duì)測(cè)發(fā)模式影響較大的的因素，影響因子為10%；一般影響因素是指對(duì)測(cè)發(fā)模式影響較小的的因素，影響因子為5%，詳見(jiàn)表2。影響因子設(shè)置原則如下：

①在任務(wù)適應(yīng)性中，快速發(fā)射能力和連續(xù)發(fā)射能力表征火箭在發(fā)射場(chǎng)的測(cè)發(fā)周期和發(fā)射工位時(shí)間，決定了火箭的最大年發(fā)射量，是影響發(fā)射能力的重要因素；有效載荷適應(yīng)能力決定了全箭是否能夠水平或垂直總裝測(cè)試，是發(fā)射任務(wù)適應(yīng)性的重要影響因素；而通用發(fā)射能力和逆流程處置能力則不會(huì)顯著影響火箭的最大年發(fā)射量和有效載荷發(fā)射任務(wù)適應(yīng)性，是一般影響因素。

②在環(huán)境適應(yīng)性中，火箭在發(fā)射場(chǎng)的總裝時(shí)間和轉(zhuǎn)場(chǎng)時(shí)間較短，一般不超過(guò)1天，且總裝時(shí)間和轉(zhuǎn)場(chǎng)時(shí)間可根據(jù)天氣好壞進(jìn)行選擇。而火箭測(cè)試一直貫穿整個(gè)發(fā)射場(chǎng)，時(shí)間需要數(shù)周或數(shù)月，更易受自然環(huán)境的影響。因此，測(cè)試環(huán)境是重要影響因素。

③在可靠性和安全性中，測(cè)發(fā)狀態(tài)改變程度和技術(shù)基礎(chǔ)均會(huì)較大程度地影響發(fā)射可靠性，均為重要影響因素。

④在經(jīng)濟(jì)性中，發(fā)射場(chǎng)測(cè)試廠房、勤務(wù)塔及轉(zhuǎn)運(yùn)軌道等設(shè)施的造價(jià)比發(fā)射臺(tái)、火箭測(cè)發(fā)控設(shè)備造價(jià)更高，是重要影響因素。

需要特別說(shuō)明的是，對(duì)于執(zhí)行載人發(fā)射任務(wù)的火箭，某些因素會(huì)成為決定性因素。比如，CZ-2F載人火箭在空間站運(yùn)營(yíng)階段有應(yīng)急救援發(fā)射任務(wù)需求，對(duì)火箭的連續(xù)快速發(fā)射能力和發(fā)射可靠性提出了很高的要求，其任務(wù)適應(yīng)性、可靠性和安全性應(yīng)給出更高的影響因子，降低經(jīng)濟(jì)性影響因子。因此，CZ-2F火箭在發(fā)射場(chǎng)立項(xiàng)論證時(shí)，提出了三垂測(cè)發(fā)模式，垂直總裝測(cè)試廠房有兩個(gè)測(cè)試工位以及配套了兩個(gè)活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)和兩套地面設(shè)備，可同時(shí)存放兩發(fā)火箭。

表2 影響因素及其影響因子

4)分別計(jì)算得出小、中、大、重型火箭在4個(gè)發(fā)射場(chǎng)3種測(cè)發(fā)模式的綜合評(píng)分，綜合評(píng)分越高者為優(yōu)。計(jì)算公式見(jiàn)式(1)，其中

S

為綜合評(píng)分結(jié)果，

A

分別表示13個(gè)影響因素評(píng)分，

B

為該影響因素對(duì)應(yīng)的影響因子評(píng)分。

(1)

表3給出了中型火箭在文昌發(fā)射場(chǎng)采用三垂模式的評(píng)分方法和計(jì)算結(jié)果，影響因素評(píng)分

A

根據(jù)表1分析結(jié)果給出，影響因子評(píng)分

B

根據(jù)表2分析結(jié)果給出，可得出綜合評(píng)分結(jié)果為3.75。

3.2 分析結(jié)果

小型、中型、大型、重型火箭在不同發(fā)射場(chǎng)采用不同測(cè)發(fā)模式綜合評(píng)分見(jiàn)表4，可得出以下結(jié)論：

表3 中型火箭在文昌發(fā)射場(chǎng)采用三垂測(cè)發(fā)模式綜合評(píng)分

1)在我國(guó)現(xiàn)有技術(shù)水平下，小型火箭在4個(gè)發(fā)射場(chǎng)優(yōu)選三平模式，大型火箭和重型火箭在文昌發(fā)射場(chǎng)優(yōu)選三垂模式，中型火箭在文昌發(fā)射場(chǎng)優(yōu)選三垂模式，在內(nèi)陸發(fā)射場(chǎng)優(yōu)選一平兩垂模式。

2)一平兩垂模式在內(nèi)陸發(fā)射場(chǎng)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，除連續(xù)發(fā)射能力評(píng)分相對(duì)較低之外，在其他方面評(píng)分高，沒(méi)有明顯的短板，綜合評(píng)分高。若要實(shí)現(xiàn)快速發(fā)射和連續(xù)發(fā)射，可進(jìn)一步簡(jiǎn)化技術(shù)區(qū)工作，優(yōu)化發(fā)射流程或建多個(gè)發(fā)射工位。實(shí)踐證明，一平兩垂模式發(fā)射工位建設(shè)周期較短，總投資較低，是比較經(jīng)濟(jì)適用的測(cè)發(fā)模式，具有典型的中國(guó)特色。一平兩垂模式在文昌發(fā)射場(chǎng)得分較低，主要原因是文昌發(fā)射場(chǎng)高溫、高濕、高鹽霧、淺層風(fēng)以及臺(tái)風(fēng)等環(huán)境因素導(dǎo)致總裝測(cè)試環(huán)境差。

3)三垂模式在文昌發(fā)射場(chǎng)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，主要得益于連續(xù)發(fā)射能力和有效載荷適應(yīng)能力強(qiáng)、總裝測(cè)試環(huán)境好、測(cè)發(fā)狀態(tài)改變較少以及技術(shù)基礎(chǔ)好，評(píng)分較低的因素包括轉(zhuǎn)場(chǎng)環(huán)境差、對(duì)活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)和發(fā)射場(chǎng)要求高，工程建設(shè)規(guī)模大，經(jīng)濟(jì)性較差。

4)三平模式在小型火箭中評(píng)分較高，在中大型火箭中評(píng)分較低，主要原因在于有效載荷適應(yīng)能力差、測(cè)發(fā)狀態(tài)改變較多以及技術(shù)基礎(chǔ)較差等。但三平模式在技術(shù)區(qū)不需要高大的垂直總裝測(cè)試廠房，發(fā)射場(chǎng)配套設(shè)施簡(jiǎn)單，且三平模式在發(fā)射區(qū)占位時(shí)間較短，與三垂模式相當(dāng)，具備快速發(fā)射和連續(xù)發(fā)射能力，兼具三垂模式和一平兩垂的優(yōu)點(diǎn)。

表4 不同類型火箭在四個(gè)發(fā)射場(chǎng)測(cè)發(fā)模式綜合評(píng)分

當(dāng)前我國(guó)小型火箭CZ-6和CZ-11均采用三平模式，大型火箭CZ-5和重型火箭采用三垂模式，中型火箭(包括CZ-3A系列和CZ-7系列火箭等)測(cè)發(fā)模式主要為一平兩垂模式和三垂模式。鑒于三平測(cè)發(fā)模式的優(yōu)點(diǎn)，分析各個(gè)發(fā)射場(chǎng)三平模式制約因素，如果后續(xù)我國(guó)突破了有效載荷水平對(duì)接及測(cè)試、全箭水平測(cè)試與垂直測(cè)試差異性、火箭水平組裝及運(yùn)輸起豎等關(guān)鍵技術(shù)，中型火箭在各個(gè)發(fā)射場(chǎng)測(cè)發(fā)模式綜合評(píng)分見(jiàn)表5，可以看出：

1)文昌發(fā)射場(chǎng)優(yōu)選三平模式；

2)酒泉發(fā)射場(chǎng)采用三平模式略優(yōu)；

3)西昌發(fā)射場(chǎng)和太原發(fā)射場(chǎng)采用一平兩垂模式略優(yōu)；

4)在3個(gè)內(nèi)陸發(fā)射場(chǎng)中，一平兩垂模式和三平模式評(píng)分非常接近，基本相當(dāng)，不同發(fā)射場(chǎng)評(píng)分差異的原因是發(fā)射場(chǎng)地質(zhì)條件不同。

表5 中型火箭在四個(gè)發(fā)射場(chǎng)測(cè)發(fā)模式綜合評(píng)分

4 我國(guó)運(yùn)載火箭測(cè)發(fā)模式發(fā)展思路

通過(guò)以上測(cè)發(fā)模式定量分析結(jié)果，結(jié)合國(guó)內(nèi)外運(yùn)載火箭測(cè)發(fā)模式發(fā)展趨勢(shì)和我國(guó)現(xiàn)有發(fā)射場(chǎng)環(huán)境地質(zhì)條件及建設(shè)條件，應(yīng)根據(jù)火箭的需求來(lái)選擇不同類型的測(cè)發(fā)模式，未來(lái)我國(guó)火箭測(cè)發(fā)模式發(fā)展思路如下:

1)小型運(yùn)載火箭在各發(fā)射場(chǎng)優(yōu)選三平模式，發(fā)射區(qū)采用無(wú)勤務(wù)塔模式，提高火箭的使用維護(hù)性能。

2)中型運(yùn)載火箭是我國(guó)未來(lái)的主力火箭，為滿足高密度發(fā)射和快速測(cè)試發(fā)射的需求，在掌握三平測(cè)發(fā)技術(shù)前提下，文昌發(fā)射場(chǎng)優(yōu)選三平模式，同時(shí)根據(jù)衛(wèi)星的適應(yīng)情況，也可采用兩平一垂模式。酒泉、西昌和太原等內(nèi)陸發(fā)射場(chǎng)采用一平兩垂模式和三平模式均可，可根據(jù)發(fā)射場(chǎng)現(xiàn)有條件進(jìn)行選擇，提高工位利用率。因此，未來(lái)中型運(yùn)載火箭在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)同時(shí)具備一平兩垂、三垂以及三平測(cè)發(fā)模式能力，核心是同時(shí)具備垂直總裝測(cè)試和水平總裝測(cè)試能力，根據(jù)需要在不同的發(fā)射工位采用合適的測(cè)發(fā)模式進(jìn)行發(fā)射，大幅提高火箭發(fā)射任務(wù)適應(yīng)性。

3)大型、重型運(yùn)載火箭在文昌發(fā)射場(chǎng)優(yōu)選三垂模式，可利用現(xiàn)有發(fā)射場(chǎng)設(shè)施，但需開(kāi)展三垂模式優(yōu)化工作，重點(diǎn)優(yōu)化方向是簡(jiǎn)化發(fā)射區(qū)，采用簡(jiǎn)易勤務(wù)塔或爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)取消勤務(wù)塔，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)場(chǎng)后快速發(fā)射，降低發(fā)射區(qū)建設(shè)規(guī)模，縮短發(fā)射準(zhǔn)備時(shí)間。

5 結(jié)論

本文提出一種運(yùn)載火箭測(cè)發(fā)模式定量分析方法，對(duì)我國(guó)運(yùn)載火箭后續(xù)測(cè)發(fā)模式發(fā)展思路進(jìn)行了研究，完成了我國(guó)小型、中型、大型及重型運(yùn)載火箭在各發(fā)射場(chǎng)最優(yōu)測(cè)發(fā)模式分析。鑒于三平模式的優(yōu)勢(shì)，建議我國(guó)開(kāi)展中型捆綁火箭完全三平模式關(guān)鍵技術(shù)研究，盡早實(shí)現(xiàn)型號(hào)應(yīng)用。未來(lái)小型運(yùn)載火箭優(yōu)選三平模式，中型運(yùn)載火箭應(yīng)同時(shí)具備一平兩垂、三垂以及三平測(cè)發(fā)模式能力以滿足不同任務(wù)需求，大型和重型運(yùn)載火箭采用三垂模式和簡(jiǎn)易勤務(wù)塔或無(wú)勤務(wù)塔方案以提高火箭使用性能。