【H3火箭新型箭体固定装置投入使用,保障发射安全】
日本新一代主力运载火箭H3的发射台上装备了新型"箭体固定装置"(代号HAJI),该装置旨在确保火箭在地面准备阶段抵御风载影响,提升发射安全性。
由于H3火箭较前代H-IIA体型更大,在推进剂未加注时箭体容易受风致振动影响。当风速达到特定值时,可能引发共振现象,严重时可能导致火箭结构受损。为此,JAXA的H3项目经理有田诚表示,尽管该现象发生概率较低,但为确保绝对安全,项目组决定开发此套固定系统。
该装置安装在移动发射平台的两座塔架之间,由半圆形夹具和升降臂组成。其工作流程为:在火箭从组装厂房转运至发射工位过程中,升降臂上升至箭体两侧,半圆形部件旋转固定第一级箭体中部;待推进剂加注完成后,装置按相反顺序解除固定并回移避让。
固定部件采用充气式设计,在充气后具备足够刚度以抑制箭体晃动,同时保持适当弹性。控制系统采用双重故障容错设计,而液压驱动系统因可靠性较高未设置冗余。
开发过程中最大的技术难点在于确定装置与箭体接口的最佳刚度。刚度过高可能损伤箭体,过低则无法有效抑制振动。此外,装置重量还受到移动发射平台运载车辆承载能力的限制。
在方案论证阶段,有田诚曾提议借鉴高层建筑中的调谐质量阻尼器技术,在火箭级间段安装可拆卸配重系统。分析表明该方案需要约2吨的配重,因实施复杂且成本过高而被放弃。
该装置原计划在2024年5月的H3火箭5号机测试中进行验证,但因最后阶段的调整工作需要更多时间而推迟。经过改进后,在2025年7月的6号机测试中成功完成三次完整的升降和固定测试。
该装置主要适用于配备不同数量固体助推器的H3-22和H3-24构型火箭,这些构型在特定风况下易产生共振。而对于不配备固体助推器的H3-30构型,由于箭体固有频率较高,且发射台配备牵制释放系统,故不需要使用此装置。箭体固定装置将于10月26日的H3火箭7号机发射中首次投入使用。
