星舰轨道发射台（OLM）底部的蒸腾冷却钢板系统建设进展|主结构|发射台|星舰|构件|钢板系统|飞船

2023 年 4 月 12 日，SpaceX公司进行了星舰的首次轨道试验飞行，在超重助推器B7点火后尚未离开轨道发射台（OLM）的10几秒时间里发动机的巨大尾流对其底部的地面结构产生了极其严重的破坏。

为此 SpaceX 在第一时间启动了 OLM 底部防护结构的改造，包括底部的桩基和混泥土施工、蒸腾冷却钢板（TCSP）系统安装、以及与之相关的水箱等辅助设施。

1、蒸腾冷却钢板（TCSP）系统建设进度

经过近3个月的工作，用于实现底部结构加固的蒸腾冷却钢板（Transpirationally Cooled Steel Plates，TCSP）系统的主要大型构件已吊装到位，本文将介绍该系统的概况。

由于不是来源于 SpaceX 官方，本文的很多内容只是推测，当然这些推测是基于对星舰基地（Starbase）的航拍和7*24小时视频，具有相当的合理性，而且随着 TCSP 系统的建设很多推测已经或者正在变为现实。

星舰轨道发射台（OLM）底部蒸腾冷却钢板（TCSP）系统安装

2、SpaceX 在星舰首次轨道试验飞行前已启动 TCSP 建设

其实，星舰轨道发射台底部的TCSP系统的设计和部件制造工作在今年年初就已现端倪。根据星舰基地当时的航拍，现场可以看到包括矩形、梯形等不同形状的部分构件。

在星舰首次轨道试验后不久，埃隆.马斯克（Elon Musk）就曾表示，他们认为 OLM 底部的工程水泥结构可以撑过一次轨道试验飞行，如果知道会造成这么严重的后果，他们是不会在完成 TCSP 系统改造前进行试验飞行的。

3、带歧管冷却钢板

蒸腾冷却钢板系统（TCSP）包括3块带歧管的钢板，用于将储水箱中的水导入到 TCSP 的整个面。特别需要注意的是这些钢板的底部比顶部更长，后面会讲到采用这种设计的原因。

带歧管的冷却钢板（视频中包括了最大和最小的2块）

4、中央冷却钢板

位于OLM底部的中央冷却钢板是整个蒸腾冷却钢板系统（TCSP）中最大的部件。该部件的中心为六边形，各边分别连接了6个大型四边形结构，并形成一个整体。6个四边形结构中的3个的外部连接为整排方形孔，另外3个为10个带盖的圆孔。

底部中央冷却钢板

5、混凝土内埋金属构件

与水泥地平基本齐平，2英寸厚的大型金属预制埋件被浇筑在其中。这些预埋件将用于焊接各冷却钢板，以使 TCSP 与水泥结构成为一体。

6、中央冷却钢板安装

首先被安装的是中央冷却钢板，它的尺寸无法从 OLM 顶部的开口吊装，因此必须先在一个专用工装上斜置后移入 OLM 下部，再由吊车通过OLM顶部开口吊装后入位。

中央冷却钢板吊装过程示意

7、带歧管冷却钢板安装

在完成中央冷却钢板的安装后，开始带歧管冷却钢板的吊装。

为了在吊装时不被上部OLM结构阻挡，需要对三块钢板增加配重，以使其重心位于 OLM 结构之外。

8、冷却钢板间的缝隙处理

在上面介绍歧管冷却钢板构件时提到，其底部比顶部更长，这就是钢板就位后存在缝隙的原因。留出这些缝隙是为了给歧管冷却钢板中央钢板侧的底部与埋件的焊接留出操作空间，通过焊接是整个TCSP与水泥结构连为一体。

中央钢板侧的歧管冷却钢板焊接安装示意

9、尚不明朗的矩形冷却钢板安装

将与中央冷却钢板带盖圆孔侧进行连接安装的3块矩形冷却钢板的安装模式尚不清晰，这个位置可能还会安装其它组件，以实现10个圆孔的应用。

10、蒸腾冷却钢板主结构安装后

蒸腾冷却钢板（TCSP）主结构包括1块中央冷却钢板、3个带歧管的梯形冷却钢板、以及3个矩形冷却钢板，安装完成后的大致效果见下图。

为了看到钢板表面的用于冷却水逸出的开孔，图中的孔已经被放大。预计通过这些孔逸出的主要将是水雾而不是水柱，这在此后的试验中就会得到证实。

本次改造后的水泥地平高度为原地平高度，因此安装了 TCSP 系统的底部高度将高处原地平18英寸（约45厘米）。为了能够使OLM平台底部操作正常进行，需要在TCSP平台边缘增加斜坡，以方便维护平台进出。

11、蒸腾冷却钢板管路连接

TCSP将与供水管道连接，根据管路组件和连接口的设置，其完成集成连接的管路走向及布局如下图。

SpaceX 公司自星舰 S24+B7 的首次试验飞行后，对火箭和地面设施进行了大量修改，修改和优化数超过一千项。

重大修改除了轨道发射台底部的蒸腾冷却钢板系统的改造外，还针对第1次试验飞行中星舰飞船和超重未完成分离的情况，将星舰飞船和超重助推的级间分离由常规分离改为热分离；另外，针对B7在飞行后不久控制发动机方向的液压系统爆炸故障问题，已在B9上将该控制模式改为电控；新试验箭（S25+B9）上的猛禽发动机上的热气歧管也进行了改动，以减少燃油泄漏。

此前，马斯克曾表示，这些变化让他对下一次发射的成功更有信心，成功进入轨道的可能性比上一次要高得多，可能达到 60% 左右。但他没有承诺具体的发射日期，因为这包括很多超出 SpaceX 的控制范围的变量，其中包括美国联邦航空管理局（FAA）的发射许可证。

如果一切顺利，星舰（S25+B9）的第 2 次轨道试验飞行也不会早于 8 月上旬。

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本文转载自“全球航天事件”，原标题《星舰轨道发射台（OLM）底部的蒸腾冷却钢板系统建设进展》。

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