SLS组件在MAF组装，用于未来的NASA Artemis发射

（本文约5603字）

波音公司是美国宇航局太空发射系统（SLS）计划的主要承包商，正在为新奥尔良米丘组装设施（MAF）的第三次和第四次Artemis发射生产和开发硬件。第三和第四核心级飞行器的焊接和螺栓连接结构正在组装，同时准备开始新的探索上面级（EUS）的初始生产。

五个主要Core Stage-3元素中的四个元素的结构组装已完成，波音公司已开始Core Stage-4提供长引线发动机部分结构。同时，EUS的焊接开发在第一次飞行结构组装之前继续进行，工厂中部的新生产区正在为即将到来的制造上一阶段的工具进行准备。

Core Stage-3结构即将完工

波音公司目前正在密丘德组装和生产接下来的三个核心阶段。除了计划于3月份交付的Core Stage-2的最终组装外，Core Stage-3的结构组装也已接近完成，Core Stage-4的长引线元件在这两个构建之后正在生产中。

分配给Artemis 3 SLS飞行器的Core Stage-3的液氧（LOX）罐是最后需要组装的结构。核心级有五个主要结构元件，前裙，LOX罐，燃料箱间，液氢（LH2）罐和发动机部分。

从第三次飞行文章的构建开始，发动机部分的采购和生产首先作为“长引线”元素的阶段开始。发动机部分，四台RS-25发动机的动力头和所有配套的主推进系统（MPS）设备汇集在一起，是整个SLS车辆最复杂的元素，特别是核心阶段。

该元件的结构由焊接的枪管和螺栓固定的推力结构组成，然后将其用螺栓固定在地板装配夹具（FAJ）中。虽然在结构上添加了数千个螺栓以将枪管和推力结构集成到夹具中，但在组装的这个阶段也添加了一些辅助结构，例如用于固定电线的支架和其他设备。

波音核心阶段4集成产品团队负责人埃里克·波特（Eric Potter）7月21日在MAF接受NASASpaceflight采访时表示：“他们正在放置所有支架和一些你想做的零碎东西，然后再开始放置所有其他硬件。”[对于]Core Stage-3，我们没有要放入的管子，因此我们将把这项工作推迟到以后。”

液压、气动、推进剂等MPS管的轨道管焊接大部分将在结构装配后完成，但一些“预集成”工作是在生产过程的早期完成的。预计发动机部分结构将在下个月左右从地板装配夹具中脱落，并进入一个单独的工作台进行集成过程。

在MAF的103号楼的另一端，另外两个“干”结构，即燃料箱间和前裙板，正在前部结构区域进行处理。Core Stage-3机库间的结构组装基本完成，在采访时，围绕元件外部的工作支架被拉回，并将在8月下旬的某个时候移动到下一个工作中心。

“他们将进入G单元进行TPS（热防护系统）[应用]，这大约是一个六个月的过程；你必须单独进行每一个这样的等值线网，”波特说。槽间的外部具有由周向和纵向肋条交叉形成的凹槽；其中每一个都必须手动填充喷雾泡沫绝缘材料（SOFI）。

在这些等斜角“口袋”全部装满手动喷涂泡沫后，外周接第二层机器人喷涂的SOFI。在修剪泡沫之后，燃料箱将从103号建筑群西端的114号楼的G单元中抬起，并放置在桶装运输工具（BATT）上。燃料箱间将返回到BATT上的前部结构区域，在那里整合工作将开始为前裙，LOX坦克和燃料箱间的最终“向前连接”做好准备。

7月下旬，该阶段最大的部分，即LH2储罐，位于MAF 103号楼的6区。该装置是过去十年中期堆芯早期生产困难的遗留物，当时在第一堆芯阶段垂直装配中心（VAC）制造的LH2罐圆顶和桶的初始环焊缝显示出缺陷，需要几个月才能恢复。

波音公司MAF搅拌摩擦焊（FSW）技术首席工程师安德鲁·罗斯特伦（Andrew Rostron）在7月21日的采访中表示：“基本上，当焊接发生时，它留下了所谓的“低延展性、低形貌”迹象。”。“我们利用钨气体自动系统对其进行修复-将该区域重新加热，消除该缺陷，然后将其恢复到适当的抗拉强度。”

这辆六年历史的储罐在2022年初通过了最初的一系列验证测试，但需要重复这些验证测试。“我们在修理后对该罐进行了验证测试，它通过了泄漏测试，但是当他们之后进行[非破坏性评估]时，他们发现了一些迹象，所以我们修复了所有这些迹象，我们将去对它进行另一次证明测试，”波特说。

Rostron指出：“你会在我们的X射线照相中看到指示，这将表明什么是所谓的孔隙度；根据孔隙度，如果只是表面，我们将进行混合努力以去除它，或者我们将进行手动修复，因此我们将应用填充材料并进行手动熔合修复。”。波特说，在对451号楼验证试验室的一些设备进行翻新后，该储罐将在大约8月底或9月初的下个月在那里推出，以重复验证试验系列。

储罐不是建造的关键路径项目，由于其不同寻常的传统，它在过程中领先于前向连接元素，而不是在生产的这个阶段落后。

在离油箱间组装和生产区域不远的地方，Core Stage-3的前裙正在其集成支架中进行装备。前裙板是最不复杂的干式结构，也是最后一个将要堆叠的前部连接元件，因此它在Core Stage-3生产中比前两个飞行器（指Core Stage-1和Core Stage-2）开始得晚。

结构已焊接并涂有防腐底漆；最终，在返回到同一工作台完成其集成之前，它将进入单元G进行较不复杂的泡沫喷涂。

液氧罐是为堆芯第3阶段组装的最后一个元件；油箱结构由两个桶和两端的圆顶组成。桶已经焊接在垂直焊接中心（VWC），并准备在时机成熟时进入真空吸尘器，但首先需要完成两个圆顶的焊接。

前圆顶当前位于环形圆顶焊接工具（CDWT）中。波特说：“基本上已经完成了；我们必须对其进行塞焊。”。“[然后]它会脱落，然后我们会做核心阶段-3后[液氧]圆顶。”

圆顶由12个戈尔段、一个Y形环和一个端盖焊接而成。后部圆顶的戈尔“主体”焊接完成，可以与环和端盖焊接。

同时，完成的前穹顶将穿过工厂移动到真空吸尘器，以开始组装液氧罐。首先将前圆顶加载到VAC中，然后将第一个桶焊接到圆顶上，然后是第二个LOX储罐，最后是后圆顶。

在公开场合，美国航天局没有说明Core Stage-3的内部工作日期是什么，只是预计将在2024年的某个时间完成。该单元被分配到的Artemis 3登月任务的时间不确定，美国航天局也对该任务时间表的趋势保持沉默。公开表示，该任务的SLS发射目前据说不早于2025年的某个时间。

探索上面级焊缝开发仍在继续

美国宇航局和波音公司继续致力于开发第一个SLS升级，称为Block 1B。Block 1飞行器使用联合发射联盟（United Launch Alliance）的“现成”改进Delta 4上面级，称为临时低温推进级（ICPS），终于接近其在Artemis 1任务中的首次发射。

在总共三次Block 1发射后，带有EUS的Block 1B SLS升级将首先在Artemis 4上发射；Block 1与Block 1B的主要区别在于，SLS计划专门为该运载火箭开发了一个新的、更大的上面级，称为探索上面级（EUS）。目前，波音公司和美国宇航局正在验证EUS推进剂罐结构的焊接参数；与核心级和ICPS一样，EUS将使用低温液氧和液氢推进剂。

EUS的LH2储罐将与核心级相同的8.4米直径，共享MAF的几个相同装配工具。波音公司目前正在为LH2储罐开发焊接置信度文章。“我们正在建造LH2前穹顶，”Rostron说。“LH2枪管已经在VWC中制造，所以它就在工厂里。

圆顶完成后，将焊接到真空容器中的筒体上。EUS圆顶由相同的基本元件、环、戈尔和端盖组成，用于验证MAF工具的EUS焊接计划。

罗斯特罗说：“我们正在焊接戈尔的身体，当焊接完成后，戒指、戈尔和帽子将被焊接，这将是你的信心（文章）。”。“[我们]已经完成了[在VWC中]这里的[筒]信心，我们已经完成了对SRT（分段环形工具）的信心，现在的过程是认证GWT（戈尔焊接工具），然后它将转到CDWT（环向圆顶焊接工具）。”

戈尔体有12个面板或节段，焊接在戈尔焊接工具（GWT）中。一旦这些都完成了，EUS戈尔身体信心文章将转到一个新安装的工具。

Rostron说：“我们的新工具在那里，这是我们的二号CDWT，它几乎是[第一个CDWT]的复制品，但它是一个实际的传统焊接。”。第一个CDWT在堆芯级圆顶上进行自反应搅拌摩擦焊接。

“这将是[EUS]的传统焊接，因为[来自核心阶段]的合金和其他类型的材料不同，”Rostron解释说。然后，EUS LH2 储罐置信物品的两个焊接子组件将焊接在工厂另一端的 VAC 中。

“然后，这些组件，前圆顶和筒体，将鉴定VAC。然后[对于]所有这些焊缝，我们将切除这些焊缝并对其进行试件测试，以确保焊接过程本身在抗拉强度和伸长率等方面处于发展阶段。”

对于初始EUS建造，计划在阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔航天飞行中心焊接直径为5.5米的EUS液氧储罐。在完成Artemis 3 SLS运载火箭的第三运载火箭级适配器（LVSA）焊接后，将开始准备和活动。

Rostron说：“他们正在完成LVSA，然后他们将在那里安装（EUS）工具，因此（我们）期待着在今年年底实现发展和信心（焊接）。”。这与波音公司希望焊接EUS结构鉴定和飞行物品的时间相同。

“今年年底，我们将开始建造[EUS]合格和飞行桶，”Rostron说。

在焊接开发继续朝着组装首飞EUS结构的方向发展的同时，波音还在米丘德准备工作区，以装配焊接结构，整合制造完整的上面级火箭所需的所有其他设备。一些装备和集成该阶段的工具已经到达MAF，预计不久将有更多工具。

“许多EUS工具现在正在交付，”美国宇航局SLS阶段元素办公室驻地管理办公室（RMO）经理格雷格·埃尔德里奇指出。波特补充道：“未来几周，预计将有16辆卡车抵达这里。”。

该工具将用于在103号楼中央的“灰盒”EUS集成区内的EUS推进剂罐、中间机身、设备架、适配器等的子组件组装和集成。当元件集成完成时，该阶段的最终组装和四台RL10发动机的安装将在115号楼完成，它位于103号楼的东端。

认识生产中的Core Stage-4 结构

第四个核心阶段的生产是针对本十年后半期的某个时候的Artemis 4任务，在核心阶段2和3之后也在进行中。Core Stage-4的生产始于长引线发动机截面结构的组装。

筒体和环的焊接以及发动机段推力结构的螺栓连接已完成，两个结构件的配合正在等待工厂中的一层装配夹具（FAJ）工具（目前由核心3级发动机段占用）空置。

“我们正在购买一个新的FAJ（地板装配夹具）工具，但我们[还没有]所以我们在核心阶段4（引擎部分的工作）上有点创造性，”波特说。目前，发动机部分的大部分工作都是在推力结构上进行的，推力结构最初是倒置的。

波特说：“你把（推力结构）倒过来，把你的马项圈、U形夹和所有放在下面的重东西都栓在那里，然后把它翻过来，（然后）你应该搬到（FAJ）去。”。取而代之的是，这座建筑被安置在一个环境受控的帐篷里，在那里工作目前仍在继续，直到FAJ可用为止。

推力结构元件用螺栓固定在一起后，可以安装支架等二级结构，并在其上进行初始轨道管焊接。除了四个RS-25发动机的推力支架外，支撑液压系统设备的四个平台最终将连接到推力结构上，因此其上和周围有许多主推进系统管道。

“对于Core Stage-4，我们能够及时获得管子来支持（这一阶段的生产），所以这就是我们现在正在做的，”波特说。“这有助于我们在等待FAJ可用时节省时间，这给了我们完成这项工作的机会。有45项工作我们无法在那里完成，因为当我们用起重机将其抬起来并在这些管道上移动时，会妨碍起重装置，所以我们正在做除此之外的一切。”

枪管和吊环最近在G室完成了底漆喷涂，该组件现在存储在发动机段集成区的一个小车上。在推力结构加载到FAJ工具后的某个时候，将枪管降到其上，然后将两者栓接在一起，以完成发动机部分的主要结构。

Core Stage-4其余枪管的焊接也已开始。第四次建造的两个液氧罐筒已经完成，LH2罐的五个罐筒中的第一个罐筒的面板正在VWC中装载和对齐。

与发动机部分结构装配工具一样，一旦Core Stage-3的元件完成，Core Stage-4的硬件就可以转移到其他工具中。在接下来的几周内，一旦完成的核心Stage-3燃料箱结构在未来几周内退出其结构组装夹具，核心Stage-4燃料箱的面板和推力梁就可以进入了。

“我们正在等待Core Stage-3下线，然后Core Stage-4将准备好在结束后立即回到顶部，”Potter说。同样，对于推进剂罐圆顶，一旦Core Stage-3 LOX储罐的圆顶焊接完成，Core Stage-4 LOX圆顶将是下一个，其次是LH2罐圆顶。

另一个元素是前裙；由于Core Stage-4计划首先在Block 1B配置中飞行，在硬件运送到Michoud之前，正在对前裙结构进行一些修改。“我们必须经历一点发展，因为这是一个Block 1B，这显然是与EUS（连接）的部分，”波特指出。“它的负载更重，所以我们不得不做一些改变。”

在Block 1配置中，前裙板在顶部支持LVSA、ICPS和Orion有效载荷。Block 1B配置的顶部仍将有Orion，但现在将有一个通用级适配器，用于封装额外的10公吨有效载荷、较大的EUS和一个级间适配器。

与Core Stage-3一样，美国宇航局只会说，核心阶段4计划在2025日历年的12个月内完成。除了Core Stage-4，美国宇航局正在采购和接收Core Stage-5和Core Stage-6建造的长周期材料；然而，波音公司的官员表示，他们尚未签订开始生产这些材料的合同。

原文链接：https://www.nasaspaceflight.com/2022/08/sls-stages-assembly-maf-future-launches/

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