Wet Dress Rehearsal (WDR)(湿式彩排,湿式演练)是火箭发射前的重要测试步骤,其核心目标是模拟火箭发射的完整倒计时过程,确保所有系统在实际发射时能够正常工作。之所以称为“湿式”,是因为在这个过程中会将推进剂(如液氧和液氢)装载到火箭的燃料箱中,而“干式彩排”(Dry Dress Rehearsal)则不涉及推进剂装载。
通过Wet Dress Rehearsal,发射团队可以在安全和受控的环境中发现潜在问题,为正式发射提供可靠保障。这一过程对于现代火箭发射来说是不可或缺的重要步骤。
1. 主要目的
WDR的目的是验证火箭及地面支持设备在倒计时过程中的性能,同时训练发射团队的操作流程。其具体目标包括:
- 检查燃料装载、压力管理和卸载的系统是否正常运行。
- 验证火箭的管道、阀门和传感器是否在实际操作条件下能可靠工作。
- 检测地面支持设备(如推进剂储罐、加压系统、控制系统)的协调性。
- 模拟发射倒计时中的所有关键步骤,包括倒计时暂停(Hold)和恢复操作。
2. 测试内容
在WDR过程中,通常会执行以下操作:
- 推进剂装载:向火箭的燃料箱中加注推进剂(液体或气体),如液氧(LOX)、液氢或煤油等。
- 系统检查:
- 温度、压力和流量传感器的正常工作。
- 推进剂加注和卸载系统的安全性与效率。
- 发射控制系统测试:包括自动化倒计时和手动介入功能。
- 通信和遥测:验证火箭与地面站的通信是否正常,确保各项遥测数据可以实时监控。
- 倒计时模拟:按照预定的发射时间表逐步推进倒计时,直至接近发射时刻(T-0秒前几秒或几分钟)。
3. Wet Dress Rehearsal的关键步骤
- 火箭准备:火箭竖立在发射台上,连接地面支持设备(如燃料管道、电源系统、数据线缆)。
- 倒计时启动:发射控制中心(Launch Control Center)按照预定的时间表启动倒计时。
- 燃料装载:向火箭燃料箱中注入冷却的推进剂。
- 压力测试:检查燃料箱和管道的压力是否符合设计要求。
- 紧急暂停:在倒计时中途模拟紧急暂停操作(Hold),测试恢复流程。
- 倒计时至关键点:通常会模拟倒计时至T-0秒前几秒钟,但不会真正点火发射。
- 燃料卸载:完成测试后,将燃料从火箭中卸载,并清理推进剂残留。
4. 与实际发射的区别
- 无点火:WDR不会点燃火箭发动机,避免燃烧推进剂和可能的风险。
- 更注重测试:WDR的核心是验证系统的完整性,而非实现飞行目标。
5. 为什么重要?
- 降低风险:在火箭发射前识别潜在问题,避免因设备故障导致任务失败。
- 提升操作效率:通过模拟实际发射流程,提高发射团队的协调能力。
- 保护发射成本:火箭和有效载荷的制造和发射费用极高,WDR帮助确保一切按计划进行。
6. Wet Dress Rehearsal实例
- SpaceX:常在猎鹰9号和猎鹰重型火箭发射前进行WDR,确保火箭和发射台的系统稳定性。
- NASA Artemis计划:在SLS火箭发射前,进行了多次WDR以验证巨型火箭的新技术。
- ULA(联合发射联盟):在Delta IV和Atlas V火箭发射中采用WDR作为标准流程。
- Blue Origin(蓝色起源):Blue Origin’s New Glenn Rocket Completes Integrated Launch Vehicle Hotfire,”…The formal NG-1 Wet Dress Rehearsal demonstrated the final launch procedures leading into the hotfire engine run. All seven engines performed nominally, firing for 24 seconds, including at 100% thrust for 13 seconds. The test also demonstrated New Glenn’s autogenous pressurization system, which self-generates gases to pressurize GS1’s propellant tanks…”