王 南，吳新躍，李泳嶧，王 忻，肖士利

（1.北京航天發(fā)射技術(shù)研究所，北京，100076；2.北京宇航系統(tǒng)工程研究所，北京，100076）

0 引 言

火箭箭地氣液連接器用于推進(jìn)劑的加注泄回、貯箱泄壓以及箭上用氣的輸送。在低溫推進(jìn)劑開始加注后，人員撤離現(xiàn)場，此時氣液連接器進(jìn)入無人值守狀態(tài)，連接器在后續(xù)的發(fā)射流程中必須可靠地自動分離脫落。一旦火箭中止發(fā)射，需要泄回推進(jìn)劑，氣液連接器應(yīng)能自動對接或保持鎖緊密封狀態(tài)。國外航天發(fā)展史上曾出現(xiàn)過多次與推進(jìn)劑加注、泄回過程有關(guān)的災(zāi)難性事故，造成重大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。中國重型運載火箭相比在役火箭，規(guī)模顯著增加，為滿足推進(jìn)劑加注要求，氣液連接器和加注管路的通徑必須相應(yīng)增大。同時，采用氣液接口組合方式后，箭地氣液連接器本身的規(guī)模也大幅增長。上述因素均為箭地氣液接口的自動連接和脫落帶來了困難。本文對國外重型火箭無人值守氣液連接技術(shù)進(jìn)行分析，提出適用于中國重型火箭的箭地氣液連接無人值守方案。

1 國外重型火箭箭地氣液連接情況

1.1 美 國

美國重型火箭主要包括土星V、航天飛機(jī)、戰(zhàn)神火箭、德爾塔重型以及Falcon重型。土星V火箭箭地氣液連接系統(tǒng)見圖1 及表1，德爾塔重型火箭以及戰(zhàn)神火箭的箭地氣液連接系統(tǒng)見圖2～3。箭地連接采用氣、液、電、機(jī)械一體化自動對接與脫落的組合箭地連接技術(shù)［1-2］，火箭連接器組合設(shè)計將氣、液、電及空調(diào)管路等箭地接口組合到最少數(shù)量的組合板上，組合板通過一個臍帶裝置進(jìn)行對接脫落，實現(xiàn)快速對接、點火前自動脫落。

圖3 戰(zhàn)神火箭連接器面板Fig.3 Connector of Ares

美國重型火箭箭地連接的主要特點如下：

a）美國重型火箭的發(fā)射區(qū)相對簡化，氣液連接器轉(zhuǎn)場至發(fā)射區(qū)前完成連接和測試。

b）發(fā)射區(qū)勤務(wù)塔為非包圍型勤務(wù)塔，擺桿系統(tǒng)較為龐大，能夠容納連接器自動對接裝置，人員可通過擺桿到達(dá)箭地接口附近。

c）一級或助推的低溫推進(jìn)劑加泄連接器位于火箭尾部，具備二次自動對接功能。

d）二級及二級以上的火箭級多采用零秒脫落技術(shù)。

e）火箭點火后擺開或后倒的擺桿位于無助推側(cè)，火箭與擺桿及臍帶塔之間的安全距離相對較大，增加了火箭起飛初始段飛行的安全性。

f）箭地氣液接口多采用組合化方式，大通徑液路接口與多路供氣、電氣接口組合設(shè)計，連接器規(guī)模較大，均采用自動對接裝置完成對接。

1.2 俄羅斯

俄羅斯的重型火箭主要為能源號、安加拉號。安加拉號火箭的箭地氣液連接系統(tǒng)如圖4所示。俄羅斯的火箭氣液連接采用全方位組合化方案，不僅在發(fā)射陣地采用組合化臍帶裝置，在技術(shù)測試陣地也采用組合化臍帶裝置。俄羅斯的火箭臍帶裝置在組合化陣列包括電氣及非燃性氣路管線組合化，包括各種電氣線路、非燃性供氣管路、增壓管、測壓管等。俄羅斯氣液連接器的工作模式有完全自動對接和自動脫落、遙控手動對接和脫落。

圖4 安加拉火箭箭地連接Fig.4 Connector system of Angara

俄羅斯重型火箭箭地連接的主要特點如下：

a）俄羅斯火箭一般采用“三平”測發(fā)模式，火箭轉(zhuǎn)場后進(jìn)行箭地氣液連接；

b）發(fā)射區(qū)箭地氣液連接工作較多，發(fā)射區(qū)設(shè)置大型勤務(wù)塔架，便于人員到達(dá)火箭相應(yīng)部位，并對箭地氣液連接點進(jìn)行檢查；

c）采用組合化箭地氣液連接裝置，可以全自動對接、脫落；

d）芯一級及助推的箭地氣液連接均位于火箭尾部，脫落后具備再次自動對接能力；

e）芯二級箭地氣液連接器脫落一般為零秒脫落形式，采用擺桿輔助連接，擺桿一般位于火箭斜后方兩側(cè)。對于帶助推的火箭構(gòu)型，依靠火箭發(fā)動機(jī)對火箭進(jìn)行牽制，使擺桿在火箭起飛前擺動至安全區(qū)域內(nèi)。

2 中國重型火箭無人值守測發(fā)流程對箭地氣液連接系統(tǒng)的設(shè)計需求

2.1 中國重型火箭無人值守測發(fā)流程

中國重型火箭的芯級直徑較大，根據(jù)任務(wù)需求，火箭構(gòu)型包括三級、三級半以及通用芯級并聯(lián)等多種構(gòu)型［3］。重型火箭的測發(fā)模式在現(xiàn)有新一代火箭“三垂”測發(fā)模式的基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化［4］，采用短距離移動方案，簡化發(fā)射區(qū)勤務(wù)系統(tǒng)，火箭在低溫推進(jìn)劑加注開始后進(jìn)入無人值守自動發(fā)射流程。火箭中止發(fā)射時，已脫落的箭地氣液連接接口自動連接，未脫落的箭地氣液連接接口保持密封狀態(tài)，直至低溫推進(jìn)劑泄回，火箭完成搶險處理。

2.2 測發(fā)流程對箭地氣液連接系統(tǒng)的設(shè)計需求

根據(jù)測發(fā)流程，箭地氣液連接系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求：

a）滿足低溫推進(jìn)劑無人值守加注及發(fā)射要求，具備火箭故障情況下無泄出低溫推進(jìn)劑；

b）統(tǒng)一供配氣，簡化并減少箭地接口，采用集成化、組合化和自動化設(shè)計；

c）減少連接器射前脫落動作，提高發(fā)射可靠性；

d）降低人員操作難度，技術(shù)區(qū)的箭地氣液接口連接采用自動化手段。

3 中國重型火箭箭地連接總體方案技術(shù)分析

根據(jù)國內(nèi)外火箭箭地連接方案特點，按照集中化、組合化和自動化的原則開展箭地接口總體方案設(shè)計。

a）由于發(fā)射區(qū)采用簡易勤務(wù)系統(tǒng)，無全封閉式工作平臺，低溫氧氣以及煤油蒸氣在加注及發(fā)射流程時直接排大氣，取消各火箭級液氧氧排連接器以及煤油排氣連接器。技術(shù)區(qū)可采用簡易接口完成安全排氣需求。

b）重型火箭加泄及排氣活門通徑較大，箭地氣液連接器規(guī)模較在役火箭氣液連接器顯著增大，在技術(shù)區(qū)采用自動連接裝置，完成箭地氣液接口連接及檢測。

c）盡量減少擺桿和對接脫落裝置的數(shù)量，對接脫落芯一級以上的火箭級，對氣液連接器采用組合化方案。根據(jù)推進(jìn)劑加泄時序以及供氣時機(jī)進(jìn)行氣液組合設(shè)計，零秒脫落的液路連接器與零秒氣路進(jìn)行組合，火箭中止發(fā)射后，不再使用的供氣氣路和提前脫落的液路連接器組合。

d）盡量減少箭地低溫液路接口連接數(shù)量，優(yōu)化接口位置布局。芯級氫箱兩個對稱的排氣閥在射前加注階段僅開啟一個，用于地面排氣，另一個排氣閥保持氦氣吹除，防止倒吸凍結(jié)。

e）減少地面供氣管路，各芯級發(fā)動機(jī)和箭上用氣采用統(tǒng)一供配氣方案，將用氣壓力等級統(tǒng)一為35 MPa、23 MPa、5 MPa 和2.5 MPa 四個等級。取消氣管連接器，所有氣路進(jìn)入可零秒脫落的氣路組合連接器，避免冷氦氣路脫落后再次對接時密封可靠度低的問題。高壓氣路在火箭起飛前停止供氣，減小連接器脫落難度。

f）電氣系統(tǒng)采用無線測試方案，取消電脫拔物理連接。在助推、芯一級尾段分別設(shè)置磁耦合箭地?zé)o線供電接口，在芯一級以上的火箭級分別設(shè)置箭地激光無線供電和雙向無線通信接口。

4 箭地氣液接口連接技術(shù)分析

箭地氣液接口方案分析主要針對無人值守要求下的氣液連接器對接脫落方式開展。對于“三垂”測發(fā)模式，氣液連接器在技術(shù)區(qū)已完成連接和測試，火箭轉(zhuǎn)場至發(fā)射區(qū)后，氣液連接器保持連接狀態(tài)，加注低溫推進(jìn)劑時發(fā)射區(qū)現(xiàn)場無人值守，在射前流程按照規(guī)定的時刻遠(yuǎn)控脫落。在中止發(fā)射時，氣液連接器可以在規(guī)定的時間內(nèi)遠(yuǎn)控自動對接或保持密封狀態(tài)并進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測，完成低溫推進(jìn)劑的泄回或補(bǔ)加。

可以實現(xiàn)上述功能的箭地氣液接口方案主要包括零秒脫落和自動對接兩類。對兩類氣液連接方案以現(xiàn)有型號的需求開展了原理樣機(jī)的研制和試驗。

4.1 自動對接箭地氣液接口技術(shù)

自動對接箭地氣液連接系統(tǒng)主要由擺桿、自動對接裝置、組合氣液連接器組成，其中自動對接裝置由控制和柔性環(huán)節(jié)機(jī)械導(dǎo)向等部分組成。

氣液連接器在進(jìn)行自動對接時，安裝于擺桿上的自動對接裝置機(jī)構(gòu)與箭上接口均在持續(xù)晃動。由于無全包圍的回轉(zhuǎn)平臺，加滿推進(jìn)劑的重型火箭在地面20 m/s 的風(fēng)速下，高空活門處的晃動量預(yù)計能達(dá)到±300～±400 mm，擺桿上的自動對接裝置機(jī)構(gòu)的晃動量預(yù)計能達(dá)到±100 mm。檢測系統(tǒng)需對箭上接口進(jìn)行實時、準(zhǔn)確的檢測，與傳統(tǒng)的靜態(tài)目標(biāo)檢測技術(shù)相比難度明顯增加，且對接場合存在低溫、水汽、霧氣等不利環(huán)境因素，給動態(tài)檢測帶來很大的困難。

自動對接系統(tǒng)的檢測系統(tǒng)對動態(tài)目標(biāo)進(jìn)行檢測，其控制系統(tǒng)原理如圖5所示。將連接器與箭上接口的位置偏差反饋至控制系統(tǒng)，通過控制系統(tǒng)、機(jī)械調(diào)整跟隨系統(tǒng)實現(xiàn)連接器對箭上接口的實時跟蹤隨動，并實時監(jiān)控連接器與箭上接口的作用力。減小跟蹤誤差是氣液連接器順利對接以及保持姿態(tài)的關(guān)鍵因素。系統(tǒng)跟蹤誤差仿真結(jié)果見圖6。

圖5 自動對接控制系統(tǒng)原理Fig.5 Schematic of automatic connecting control system

圖6 系統(tǒng)跟蹤誤差仿真結(jié)果Fig.6 System tracking error simulation result

目前針對重型運載火箭的氣液連接器自動對接技術(shù)已經(jīng)開展了多輪原理樣機(jī)的設(shè)計、試制和試驗工作。在模擬風(fēng)載情況下，氣液連接器動態(tài)自動對接的最大跟蹤速度滿足箭體晃動需求。自動對接箭地氣液連接低溫試驗見圖7。

圖7 自動對接箭地氣液連接低溫試驗Fig.7 Test for automatic connecting system

為避免箭地連接器脫落后再次對接時引入多余物，保證接口的密封性，對箭地接口除冰和防冰技術(shù)開展研究，技術(shù)途徑主要包括氣封吹除、非金屬材料的選擇等。

自動對接箭地氣液連接真正在工程上應(yīng)用，還需要結(jié)合擺桿、箭上動力系統(tǒng)開展系統(tǒng)性分析研究，開展箭地連接接口一體化設(shè)計，合理設(shè)置氣液連接接口位置［5］，降低對火箭風(fēng)載下的姿態(tài)動態(tài)跟蹤難度，提高自動對接箭地氣液連接器對發(fā)射環(huán)境的適應(yīng)性。

4.2 零秒脫落箭地氣液連接技術(shù)

零秒脫落箭地氣液連接是指火箭點火起飛后完成脫落的氣液連接器。其包括火箭底部的氣路插拔組合連接接口以及尾部和高空的液路連接接口。本文主要討論液路連接接口。零秒脫落箭地氣液連接系統(tǒng)主要由低溫軟管、氣液組合連接器、脫落機(jī)構(gòu)、鎖緊密封機(jī)構(gòu)等組成。

中國在役運載火箭已經(jīng)使用的液路零秒脫落連接器為氫緊急排氣連接器。氫緊急排氣連接器在火箭正常發(fā)射流程下無推進(jìn)劑流通，中止發(fā)射后具備氫箱泄壓排氣以及液氫燃料緊急泄回功能。氫緊急排氣連接器在火箭起飛一定距離后依靠懸索強(qiáng)制拉脫脫落［6］。

為保證脫落可靠性，零秒脫落氣液連接器一般采用多重冗余脫落機(jī)構(gòu)?；鸺c火后，根據(jù)總體時序給出連接器脫落信號，鎖緊機(jī)構(gòu)解鎖，實現(xiàn)主動脫落；與此同時設(shè)置緊急脫落機(jī)構(gòu)，在時序信號下，緊急脫落機(jī)構(gòu)解鎖；在前兩種解鎖方案均失效情況下，隨火箭上升對連接器強(qiáng)制脫落。連接器脫落后通過擺索的限制使連接器進(jìn)行鐘擺運動，限制其運動軌跡，同時在防回彈彈簧的作用下彈射分離，遠(yuǎn)離箭體。

零秒脫落連接器的鎖緊機(jī)構(gòu)一般采用單點設(shè)計，避免多點解鎖動作不同步引起解鎖時的機(jī)構(gòu)卡滯。在設(shè)計時需要考慮推進(jìn)劑加注時的密封力、懸垂軟管張力、強(qiáng)制拉斷力等載荷。

重型火箭零秒脫落連接器采用氣液組合接口，連接器液路通徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在役運載火箭。同時氣液連接器在火箭正常射前流程下需具備低溫推進(jìn)劑加注功能，為保證低蒸發(fā)量，氣液連接器以及連接器后部與加注系統(tǒng)的連接軟管均采用真空絕熱設(shè)計。大口徑的液路和組合的高壓氣路使得密封力、懸垂軟管張力、強(qiáng)制拉斷力等載荷大幅增加，這些載荷會通過箭地氣液連接器支撐點全部傳遞到火箭上，火箭局部載荷較大。

根據(jù)重型火箭現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，分析計算了零秒脫落氣液連接器的相關(guān)載荷條件，如表2～4所示。

表2 密封載荷Tab.2 Connector seal load

表3 氣路對箭上球頭反作用力Tab.3 Air path force of connector

表4 低溫軟管張力Tab.4 Cryogenic hose tension

目前針對重型火箭的大口徑氣液組合連接器的零秒脫落技術(shù)開展了多輪原理樣機(jī)的研制工作。以液路通徑DN150、組合多路高壓氣路為設(shè)計條件，選用自平衡氣路連接接頭，零秒脫落連接器完成了低溫條件下帶載主動脫落和非帶載主動脫落的性能試驗，解鎖力達(dá)到設(shè)計要求。零秒脫落箭地氣液連接低溫試驗見圖8。

圖8 零秒脫落箭地氣液連接低溫試驗Fig.8 Test for T0-separation connecting system

4.3 重型火箭自動對接與零秒脫落箭地氣液連接技術(shù)對比分析

采用自動對接箭地氣液連接技術(shù)或零秒脫落箭地氣液連接技術(shù)，其主要目的均為實現(xiàn)推進(jìn)劑加注發(fā)射正常流程、中止發(fā)射流程和緊急關(guān)機(jī)流程的無人值守目標(biāo)，尤其是中止發(fā)射流程和緊急關(guān)機(jī)流程的無人值守。因此，箭地接口方案的可靠性和安全性尤為重要。

結(jié)合中國重型火箭特點以及國外重型火箭箭地氣液連接情況，從對射前流程的影響、對火箭的要求、對發(fā)射可靠性安全性的影響以及操作使用性方面對兩類技術(shù)進(jìn)行對比分析。

a）自動對接氣液連接器在完成與火箭的對接后，自動對接機(jī)構(gòu)一般采用被動跟隨火箭運動的技術(shù)方案，氣液連接器的固定機(jī)構(gòu)與氣液連接器為分離的狀態(tài)，完成射前氣液連接器脫落工作的主要動作如下：再次動態(tài)跟蹤箭體姿態(tài)→氣液連接器的固定機(jī)構(gòu)再次連接氣液連接器→氣液連接器解鎖脫落→擺桿擺開。零秒脫落方案中，氣液連接器始終保持接口密封狀態(tài)，氣液連接器脫落主要動作為鎖緊機(jī)構(gòu)解鎖，如零秒連接器架設(shè)在擺桿上，則需要增加擺桿擺開的動作。從連接器脫落流程的復(fù)雜度上來說，零秒脫落的動作相對較少，但零秒脫落的動作時刻為火箭起飛后，因此對脫落動作的速度要求較高，需要在3 s 內(nèi)完成全部動作，可靠性要求較高。

b）自動對接系統(tǒng)具有柔性環(huán)節(jié)，在自動對接過程中，柔性環(huán)節(jié)可盡量減小對箭體的附加載荷，自動對接機(jī)構(gòu)對箭體的附加載荷不超過10 000 N。通介質(zhì)情況下，考慮低溫軟管張力、低溫介質(zhì)和氣路介質(zhì)密封力以及風(fēng)載及管路晃動等因素，零秒脫落氣液連接系統(tǒng)設(shè)置的強(qiáng)制拉斷載荷應(yīng)大于上述載荷之和。根據(jù)第4.2 節(jié)的分析，這些載荷形成附加載荷，作用在火箭對接接口附近，對于重型火箭氣液連接器的規(guī)模，附加載荷不小于100 000 N。

c）自動對接過程特別是二次自動對接過程中，火箭和地面兩側(cè)的接口都應(yīng)無冰、霜等多余物，以保證在對接過程中不引入多余物。由于零秒對接氣液連接器在火箭起飛前一直保持密封連接，不存在引入多余物的風(fēng)險。但對于兩種氣液連接器，為保證可靠脫落，在氣液連接器與火箭保持連接的過程中，連接部位均應(yīng)保持無結(jié)冰狀態(tài)。

d）自動對接氣液連接系統(tǒng)架設(shè)在擺桿上，按照現(xiàn)有重型火箭方案，滿足芯二級和芯三級兩種低溫推進(jìn)劑泄回功能，需要使用4 套自動對接氣液連接器，因此擺桿至少應(yīng)具備4套?？紤]到提前脫落而不再需要對接的液路連接器的設(shè)置，芯二級和芯三級仍需要設(shè)置擺桿。因此重型火箭的自動對接氣液連接系統(tǒng)需要在活動發(fā)射平臺臍帶塔上設(shè)置6根擺桿。為減小自動對接過程中的擺桿晃動量，擺桿應(yīng)具有較高的剛度，按照芯三級箭地氣液連接接口的高度，擺桿在地面風(fēng)速20 m/s下，晃動量應(yīng)盡量減小。綜合前端自動對接氣液連接器集中載荷、低溫管路敷設(shè)、人員通行以及承受發(fā)射過程中的燃?xì)饬鞯雀鞣N載荷，擺桿規(guī)模較大。

e）零秒脫落氣液連接器可按照無零秒擺桿輔助擺開方案設(shè)計，但對于故障狀態(tài)下箭地氣液連接位置的維護(hù)和檢測，需要人員可達(dá)，仍需要配備具備人員通行功能的輔助擺桿，其數(shù)量與零秒氣液連接器的數(shù)量相同。因此在擺桿數(shù)量上與自動對接氣液連接器方案相同。對于采用零秒擺開輔助擺桿的零秒脫落氣液連接器，需考慮擺桿的擺開時間，根據(jù)美國和俄羅斯重型火箭零秒擺桿的設(shè)置位置，應(yīng)使擺桿位于不影響火箭起飛的空間內(nèi)，擺動方向與火箭起飛方向相同，同時增加火箭在活動發(fā)射平臺上的系留時間，保證擺桿可以可靠擺開。

f）對于兩類方式的氣液連接器本身，自動對接氣液連接器采用多點鎖緊。鎖緊狀態(tài)下，多個鎖緊點為并聯(lián)型可靠性模型，某一點失效不影響其密封性能。而脫落時多個鎖緊點變?yōu)榇?lián)型可靠性模型，某一點失效則連接器脫落失效。因此自動對接氣液連接器需要對提高單個鎖緊機(jī)構(gòu)的解鎖可靠性開展技術(shù)攻關(guān)。零秒脫落氣液連接器采用單套鎖緊脫落機(jī)構(gòu)，鎖緊狀態(tài)的可靠保持，需要單套鎖緊機(jī)構(gòu)提供足夠大的載荷，而且不能誤解鎖。解鎖狀態(tài)下，零秒脫落氣液連接器是通過多重系統(tǒng)冗余解鎖方案實現(xiàn)可靠解鎖，單套鎖緊機(jī)構(gòu)失效，仍可進(jìn)行強(qiáng)制解鎖。因此對于零秒脫落氣液連接器的攻關(guān)重點在于小空間小質(zhì)量下高承載的鎖緊機(jī)構(gòu)。

g）對于重型火箭，由于氣液連接器口徑較大，其自身規(guī)模相比在役火箭的氣液連接器增加較多，兩類連接器無論在技術(shù)區(qū)還是在發(fā)射區(qū)，均需要使用自動化的對接裝置，區(qū)別在于，零秒脫落氣液連接器的對接裝置可僅在技術(shù)區(qū)使用，不需要具有無人值守功能。

4.4 重型火箭的箭地氣液連接方案

綜合考慮箭上動力系統(tǒng)方案、自動對接氣液連接器和零秒脫落氣液連接器難度和風(fēng)險，同時參考在研和在役火箭箭地接口方案，在滿足低溫加注開始無人值守的要求下，按照簡化射前流程和箭地接口集成化、組合化的原則，提出如下重型火箭的箭地氣液連接方案：

a）所有獨立的氣路連接器均采用零秒脫落方式，位于箭體中部的零秒氣路連接器盡量為低壓氣路連接器，減小高空氣路零秒氣路的技術(shù)難度。

b）一級和助推器煤油加泄連接器提前脫落，設(shè)置在箭體尾段。

c）一級和助推器氧加連接器采用自動對接方案，設(shè)置在箭體底部，點火前3 min 脫落。氣液連接器與火箭連接的位置設(shè)計局部封閉環(huán)境，低溫推進(jìn)劑開始加注后至火箭起飛，該局部封閉環(huán)境保持正壓氮氣氣封，避免潮濕空氣進(jìn)入導(dǎo)致連接接口結(jié)冰。

d）芯二級和芯三級液氧加泄連接器采用自動對接氣液連接器方案，具備二次自動對接功能，-3 min脫落。芯二級和芯三級完成液氧加注后，加注閥門關(guān)閉，排空加注閥至箭地連接處之間管路的液氧，避免連接部位有持續(xù)的冷源存在。氣液連接器脫落后，連接器對接部位以及箭上對接部位均需要采用正壓氣封等措施避免連接部位結(jié)冰。

e）芯二級和芯三級液氫加注連接器和液氫排氣連接器受動力系統(tǒng)方案影響較大，需合理設(shè)置液氫泄回通路以及液氫緊急泄回通路。根據(jù)在役型號的研制經(jīng)驗，液氫加注連接器距離液氫加注閥較近，有持續(xù)的冷源影響，結(jié)冰現(xiàn)象相對液氫排氣連接器嚴(yán)重，不利于作為脫落后再次對接的氣液連接器。

f）若考慮推遲發(fā)射后低溫推進(jìn)劑補(bǔ)加和泄回兩種需求，液氫加注連接器可采用零秒脫落方案，液氫排氣連接器點火前3 min 脫落，脫落后不再對接。同時設(shè)置零秒脫落的液氫緊急排氣連接器，作為中止發(fā)射后氫箱泄壓的排氣出口。由于芯二級液氫加注口較低，在助推器頭錐頂點以下，不適合采用零秒擺開的輔助擺桿，因此液氫加注連接器的管路采用臍帶塔至火箭的懸垂方案。

g）若不再考慮推遲發(fā)射后低溫推進(jìn)劑的補(bǔ)加，僅滿足低溫推進(jìn)劑泄回的需求，泄回通路為在貯箱增壓后經(jīng)由液氫排氣連接器泄回，則液氫加注連接器點火前3 min 脫落，脫落后不再對接。液氫排氣連接器采用自動對接方案，點火前3 min 脫落后具備中止發(fā)射后的再次對接功能。類似于液氧加泄連接器，脫落后，液氫排氣連接器對接部位以及箭上對接部位均需要采用正壓氣封等措施避免連接部位結(jié)冰。

5 結(jié)束語

目前，對于運載火箭發(fā)射流程無人值守的需求越來越迫切。本文通過對國外重型火箭箭地氣液連接方式的分析，結(jié)合中國氣液連接器自動對接和零秒脫落兩類技術(shù)的研究現(xiàn)狀，提出了滿足中國重型火箭無人值守需求的箭地氣液連接方案。無論自動對接方案還是零秒脫落方案，真正實現(xiàn)在型號上的工程化應(yīng)用還需要根據(jù)中國重型火箭的測發(fā)模式及火箭總體方案、動力系統(tǒng)方案開展深入研究。