Skip to Content Facebook Feature Image

復盤「星艦」試射失敗全過程: 隱患很多?問題出在了哪裡?

博客文章

復盤「星艦」試射失敗全過程: 隱患很多?問題出在了哪裡?
博客文章

博客文章

復盤「星艦」試射失敗全過程: 隱患很多?問題出在了哪裡?

2023年04月22日 13:40 最後更新:13:51

SpaceX名為「星艦」的重型運載火箭,在德州首次試驗發射,火箭升空約4分鐘後爆炸。

這次發射試驗是馬斯克的星艦飛船與超重助推器,首次以組合完整體的面貌出現在人們面前,受到外界高度關注。它被人們稱為「人類史上最強、最大的火箭」。它的高度達到120米,起飛時的發射推力超過了7000噸,這個量級已經超越了美國「阿波羅」時代的「土星」5號、蘇聯N1火箭。

「星艦」火箭升空約4分鐘後爆炸。

「星艦」火箭升空約4分鐘後爆炸。

內地航空航天科普期刊《航空知識》主編王亞男指出,不出意外的是確實出了意外,主要的原因是馬斯克「超速」的進度表。但SpaceX在對外發佈的消息中,並沒有稱這一次試驗為「爆炸」,而是說試驗最終是發生了快速的「計劃外的解體」。換句話說,火箭最終的解體甚至不是由地面操控完成的,很有可能是在某些極端情況下,火箭的結構發生了解體,最終導致試驗的失敗。

而對這樣的結果,NASA的掌門人比爾·納爾遜甚至有積極的表述,認為「快速建造-快速發射」模式是SpaceX的特色。即使失敗也非常迅速,但很快就進入了迭代和再次發射,這樣的模式很可能是商業企業的新特徵,他期待SpaceX能夠在後續的實驗中取得更多的進展。

但是考慮到美國目前「阿爾特彌斯」登月工程依賴馬斯克的「星艦」飛船作為登月系統,將人類送上月球表面這樣一個藍圖,王亞南指出,實際上,馬斯克的壓力並不小。因為從現在算起到2025年,僅剩兩年多的時間,而「星艦」的首次完成體測試並沒有取得預想的成功,後面的壓力很可能會持續增大。

復盤「星艦」發射過程,失敗原因為何?

雖然SpaceX目前還在收集數據,結果如何可能還需要時間。但是從發射直播中已經可以看出一些不正常的端倪。比如,它的一級火箭裝備有33台發動機,而在發射的瞬間就有三台發動機未能點火。後來,在發射的過程中,有另外的兩台發動機也發生了故障。

事實上,「星艦」在個別發動機故障的模式下,它的總推力仍然是足夠的。但是發動機發生故障並不正常:在33秒的時候,火箭曾經發生過一次閃光,原因尚不清楚。

在火箭發射升空約80秒的時候,火箭已經經過了最大的動壓點,此時火箭承受的空氣作用力,包括自身的載荷強度達到了最大值,這說明馬斯克不鏽鋼的火箭結構強度不錯。

但與此同時,「星艦」也有很多其他的問題。

有些分析人士指出,馬斯克的芯片讓人聯想起當年的蘇聯N1火箭,它的發射失敗主要在於液氧的渦輪泵的故障在系統內發生了爆炸,導致了火災,同時造成發動機大面積的關機,最終火箭墜毀在發射台附近。

蘇聯N1月球火箭於1969 年2月21日首次升空,以失敗告終。

蘇聯N1月球火箭於1969 年2月21日首次升空,以失敗告終。

與N1相比,馬斯克的「星艦」要好得多,直到3分59秒前,大部分的火箭發動機都在正常工作。但是在3分鐘的時候,另外一次嚴重故障發生了,除了火箭發動機的個別故障之外,在3分鐘的時候本應進行一二級的分離,可分離並沒有完成。

「星艦」火箭的姿態嚴重失控,發生了翻轉。AP圖片

「星艦」火箭的姿態嚴重失控,發生了翻轉。AP圖片

而且由於發動機沒能夠預期在三分鐘的時候關車持續工作的發動機,加上內部可能隱含的故障,導致火箭的姿態嚴重失控,發生了翻轉,這也是最終導致火箭結構破損並且解體爆炸的最終原因。

馬斯克未來要解決的問題不少。在個別發動機故障的情況下,火箭的振動模式;動壓的變化模式;故障的擴展的可能以及級箭分離系統在這種環境下可能出現的故障幾率等,這些問題都要重新排查。

而值得注意的是,當年蘇聯的N1火箭,現在被認為一個重要的失敗原因就是,在發射之前並沒有進行過全系統的測試。比如,一級火箭沒有進行過全系統的測試工作,而馬斯克的重型助推器同樣也沒有進行過如此複雜的測試。但如果每次都以試射的方式來進行,成本相當之高。

馬斯克在接下來的發射過程中會有怎樣的調整尚未明確,目前所知的是馬斯克有很多星艦都已經在製造,後面的試射會一次接一次展開。因此,相信美國人「快速建造—快速發射—快速失敗—快速迭代—再次發射」這個模式還是會堅持下去。




止戈堂

** 博客文章文責自負,不代表本公司立場 **

Tags:

SpaceX

部署在紅海的美軍航空母艦「杜魯門號」,再有戰機墮海。據美媒引述知情人士透露,涉事的為一架F-18戰機,周二在航母著陸後未能成功剎停,最終滑出甲板墮海,機上2名飛行員在戰機墮落前彈射逃生,被救援直升機救起,一人受輕傷。美軍暫時沒有回應。這是一周內,第二架F-18戰機墮海,也是半年內第三架。

美國有線電視新聞網(CNN)當地時間6日晚上報道,「杜魯門號」航母又一架F/A-18「超級大黃蜂」戰機近日在紅海墜落,目前事故原因尚未查明,調查仍在進行中。

一周內,有二架F-18戰機從「杜魯門號」墮海,也是半年內第三架。

一周內,有二架F-18戰機從「杜魯門號」墮海,也是半年內第三架。

但據知情人士透露,戰機在嘗試降落時出現某種「攔阻系統故障」,機上前座飛行員和後座武器操作員彈射逃生,隨後被救起,但戰機墜入海中尚未被打撈上來。另據消息人士稱,就在戰機墜毀當天,胡塞武裝曾向該航母進行攻擊,目前尚不清楚這兩起事件是否有關聯。

美國防部長辦公室將針對事件的查詢轉交給美國海軍和美國中央司令部方面,惟相關部門暫未發表評論。

巧合的是,就在同一天,美國總統特朗普宣布與胡塞武裝達成表面停火協議,特朗普表示,胡塞武裝向美方表明他們不想戰鬥,亦不會再攻擊船隻,因此美國尊重對方承諾,停止轟炸對方。惟知情人士透露,胡塞仍向「杜魯門號」發射攻擊,目前尚不清楚這兩宗事件是否有關聯。

F/A-18「超級大黃蜂」戰機。

F/A-18「超級大黃蜂」戰機。

但無論如何,這是一周內美國第二架戰機從「杜魯門號」上墜落,4月28日一架「超級大黃蜂」F/A-18E戰機,因航母躲避一枚胡塞武裝發射的導彈而進行急轉彎而出現側傾時,導致一架正在舷側升降機上調運的「超級大黃蜂」連同拖車一起落入海中,事故造成了1人輕傷。這款戰鬥機每架造價約7000萬美元。

而自2023年11月以來,美國海軍在紅海的軍事行動,引發了也門胡塞武裝對美海軍艦機的持續反擊以來,當中已頻頻發生多次相當危險的事故,令人質疑美海軍的戰鬥力。如去年初,一艘美國海軍驅逐艦曾使用20毫米「密集陣」近防武器系統上擊落一枚導彈,當時導彈距離軍艦只約1.6千米,這距離擊中軍艦「只需要幾秒鐘」。

在糽海的美國「杜魯門號」航母事故頻仍。

在糽海的美國「杜魯門號」航母事故頻仍。

另去年12月21日晚上,一架「杜魯門號」的F/A-18F「超級大黃蜂」在紅海上空飛行時,被航母打擊大隊中的「提康德羅加」級導彈巡洋艦CG-64「葛底斯堡號」(USS Gettysburg)上誤射的「標準」SM-2艦空導彈擊中,機組兩人彈射逃生,飛機則墜入紅海。更離譜的是,「葛底斯堡號」當天還向另一架「超級大黃蜂」發射了導彈,但飛行員緊急進行機動動作,幸運地在約30米的距離上與導彈擦肩而過。

今年2月,「杜魯門號」又在靠近埃及的地中海上與一艘貨輪相撞,航母右舷後部和艦尾部分受不同程度的損傷,隨即前往希臘進行緊急維修,這次事故導致時任艦長的斯諾登(Dave Snowden)上校被撤職,由希爾(Christopher Hill)接手指揮。

你 或 有 興 趣 的 文 章
熱 · 門 · 榜