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復盤「星艦」試射失敗全過程: 隱患很多?問題出在了哪裡?

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復盤「星艦」試射失敗全過程: 隱患很多?問題出在了哪裡?
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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 **

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SpaceX

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美軍方帳號擺烏龍? F-35A海報疑用錯了殲-35A圖片

2024年11月14日 12:33 最後更新:12:42

中國自主研製的新一代隱形戰鬥機殲-35A近日轟動亮相珠海航展,並進行飛行表演,引起各方讚嘆及關注。惟有眼厲網民竟然發現,在11月11日美國「退伍軍人節」當天,美國國防部下屬的「F-35閃電II」聯合項目辦公室在社交媒體X發佈海報,以對美國現役和退役軍人表示感謝,但海報上竟疑似用錯了中國殲-35A的照片,頓時引起網絡熱議。

美國國防部下屬的「F-35閃電II」聯合項目辦公室在X發佈海報,以對美國現役和退役軍人表示感謝,惟海報上竟疑似用錯了中國殲-35A的照片。(X截圖)

美國國防部下屬的「F-35閃電II」聯合項目辦公室在X發佈海報,以對美國現役和退役軍人表示感謝,惟海報上竟疑似用錯了中國殲-35A的照片。(X截圖)

據網民保留的截圖顯示,海報在飛機圖片下方寫著「退伍軍人節:向那些服役的人致敬」(Veterans Day Honoring all who served),美媒指該帳號原意是發一張F-35空軍型(F-35A)的照片,豈料卻疑搞錯誤用殲-35A的照片,當然有網民立即就發現出端倪,有人嘲說出現這一「烏龍」的是美國國防部下屬的「F-35閃電II」聯合項目辦公室,也是大家認為最不該認不清F-35戰機的部門。

有美國網民大感詫異,留言指海報的右下角明明就有一個F-35標誌,「難道工作人員沒想著對比一下嗎?」在這一疑似錯誤被發現後,該帳號即刪除了該條帖文及圖片。

有網民留言指海報的右下角就有一個F-35標誌,奇怪工作人員沒對比一下。(X截圖)

有網民留言指海報的右下角就有一個F-35標誌,奇怪工作人員沒對比一下。(X截圖)

當天,美國「軍事新聞網」11日也發文指出這一嚴重錯誤,發文並帖出一張正確的F-35A的照片,指出了該戰機是單發動機戰機,僅有1個尾噴口。而殲-35A是雙發動機戰機,有2個尾噴口。

這家美國權威軍事媒體更揶揄道:「考慮到該辦公室的責任是確保美軍的F-35戰機時刻待命,我們原以為他們會非常熟悉這款戰機的細節,可目前看來,事實並非如此。」

殲-35A是中國自主研製的新一代隱形戰鬥機。

殲-35A是中國自主研製的新一代隱形戰鬥機。

殲-35A是由中國航空工業集團瀋陽飛機設計研究所研製、中國航空工業集團沈飛公司生產,採用氣動、結構與隱身一體化設計。

有分析指,以動力系統對飛機來說至關重要,這一點F35佔優勢。F-35的F-135發動機是目前世界上綜合性能較好的渦扇發動機。殲35五代隱形艦載機是和美國F-35C同一級的艦載機,F35C目前是用的F129發動機,它是有100、400和600三個型號,其中600適用於短距和垂直起降的,F-35B的F129系列發動機,應該是到目前為止,可以批量裝備的,最優秀的軍用渦扇發動機了,最大推力達到19噸,甚至可達到22噸。

美國F-35A。

美國F-35A。

在這一點上,殲35用的是兩台中推,就是渦扇13,兩台加起來,也是不夠F129的。但據說將來很快就會換裝渦扇19,每台的推動力約為10.5噸,雖然單台推動力遠遜F-35搭載的F-135發動機,但兩台發動機的總推動力跟F-35差不多,整體技術與動力便抹平了差距。

但作為隱形戰機,其隱身性能是現代戰鬥機的關鍵一點。有軍事專家認為,這包括雷達隱身、紅外隱身、光學隱身、聲學隱身等,而從殲-35A的外觀設計來看,以其採用的材料塗料等來看,是目前隱身性能排世界第一。

而影響隱身效果的部件方面,殲-35A都做了伸縮隱身處理,使其隱身性能達到一個極高水準,故目前業內不少說法都表示,隱身能力最好的第五代戰鬥機這一點上,殲35是要優於F35。而關鍵是殲35比F35便宜兩倍,故有海外網民坦言,殲35比F35更全面更實用,認為F35的訂單壓力大了。

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