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火(huǒ)箭发射成(chéng)功率下(xià)降是(shì)否就(jiù)是(shì)技術(shù)上(shàng)的(de)退(tuì)步呢?

2017-07-28 来(lái)源:高(gāo)端裝(zhuāng)備发展(zhǎn)研究中(zhōng)心(xīn)

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  每一(yī)次(cì)火(huǒ)箭发射都是(shì)一(yī)次(cì)榮耀,但也(yě)有可(kě)能是(shì)悲壯謝幕。伴随着我(wǒ)國(guó)几次(cì)火(huǒ)箭发射的(de)失利,人(rén)们(men)最(zuì)多(duō)的(de)疑問(wèn)就(jiù)是(shì)火(huǒ)箭发射为(wèi)什麼(me)会(huì)失败?是(shì)中(zhōng)國(guó)的(de)航天(tiān)技術(shù)不(bù)足導致(zhì)的(de)嗎?

 

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  由(yóu)下(xià)表(biǎo)可(kě)以(yǐ)看(kàn)出(chū),我(wǒ)國(guó)自(zì)2016年(nián)1月(yuè)1日(rì)到(dào)目前(qián)为(wèi)止,火(huǒ)箭发射失利的(de)是(shì)2016年(nián)9月(yuè)发射的(de)搭载(zài)高(gāo)分(fēn)十(shí)号(hào)衛星(xīng)的(de)长(cháng)征四(sì)号(hào)丙运载(zài)火(huǒ)箭和(hé)2017年(nián)7月(yuè)2日(rì)发射的(de)搭载(zài)實(shí)踐18号(hào)試验(yàn)通(tòng)信(xìn)衛星(xīng)的(de)长(cháng)征五(wǔ)号(hào)运载(zài)火(huǒ)箭;另(lìng)外(wài)在(zài)2017年(nián)6月(yuè)19日(rì),由(yóu)长(cháng)征三号(hào)乙运载(zài)火(huǒ)箭运载(zài)的(de)中(zhōng)星(xīng)9A广播電(diàn)視直(zhí)播衛星(xīng)任務(wù)在(zài)发射过(guò)程中(zhōng)火(huǒ)箭三级工作(zuò)异(yì)常,衛星(xīng)未能進(jìn)入(rù)預定轨道(dào),为(wèi)部(bù)分(fēn)失败;在(zài)2016年(nián)12月(yuè)28日(rì),由(yóu)长(cháng)征二(èr)号(hào)丁运载(zài)火(huǒ)箭发射运载(zài)高(gāo)景一(yī)号(hào)任務(wù),由(yóu)于(yú)火(huǒ)箭問(wèn)题,高(gāo)景一(yī)号(hào)两(liǎng)颗衛星(xīng)未能進(jìn)入(rù)預定轨道(dào),为(wèi)部(bù)分(fēn)失败。

 

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2016年(nián)1月(yuè)至(zhì)今全(quán)球航天(tiān)发射失败記(jì)录(lù)

 

  那(nà)麼(me)我(wǒ)國(guó)火(huǒ)箭发射中(zhōng)的(de)部(bù)分(fēn)失败是(shì)什麼(me)概念呢?

 

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  通(tòng)常来(lái)说(shuō),火(huǒ)箭发生(shēng)故障導致(zhì)没有把(bǎ)衛星(xīng)進(jìn)入(rù)預定的(de)轨道(dào),如(rú)果(guǒ)火(huǒ)箭提(tí)供的(de)速度(dù)增量(liàng)偏差值小于(yú)衛星(xīng)自(zì)身攜带(dài)燃料的(de)速度(dù)增量(liàng),那(nà)麼(me)通(tòng)过(guò)衛星(xīng)自(zì)身的(de)變(biàn)轨发動(dòng)機(jī),還(huán)是(shì)能夠進(jìn)入(rù)預定轨道(dào)的(de)。只(zhī)是(shì)这(zhè)樣(yàng)会(huì)消耗大(dà)量(liàng)衛星(xīng)原本(běn)留于(yú)維持(chí)轨道(dào)用(yòng)的(de)燃料,從而(ér)導致(zhì)衛星(xīng)壽命大(dà)打(dǎ)折扣(kòu)。而(ér)且(qiě)如(rú)果(guǒ)衛星(xīng)本(běn)身没有裝(zhuāng)備動(dòng)力系(xì)统,很难再進(jìn)行轨道(dào)調整。因(yīn)此(cǐ)某種(zhǒng)方面(miàn)来(lái)说(shuō),火(huǒ)箭发射的(de)部(bù)分(fēn)失败,或(huò)者(zhě)说(shuō)部(bù)分(fēn)成(chéng)功对整个(gè)发射任務(wù)来(lái)说(shuō)也(yě)是(shì)失败的(de)(有專家(jiā)認为(wèi),发射火(huǒ)箭除了(le)成(chéng)功就(jiù)是(shì)失败,没有什麼(me)“部(bù)分(fēn)成(chéng)功”或(huò)“部(bù)分(fēn)失败”的(de)说(shuō)法(fǎ)。成(chéng)功的(de)标(biāo)志就(jiù)是(shì)两(liǎng)个(gè)——入(rù)轨和(hé)定位(wèi))。不(bù)过(guò)对于(yú)火(huǒ)箭发射来(lái)说(shuō),部(bù)分(fēn)失败的(de)是(shì)衛星(xīng)入(rù)轨任務(wù),就(jiù)发射任務(wù)来(lái)说(shuō)是(shì)成(chéng)功的(de),因(yīn)此(cǐ)在(zài)发射成(chéng)功率的(de)统計(jì)中(zhōng),一(yī)般都把(bǎ)部(bù)分(fēn)失败的(de)任務(wù)算作(zuò)发射成(chéng)功。

 

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  2016年(nián)是(shì)世界航天(tiān)60年(nián)曆史上(shàng)发射成(chéng)功率最(zuì)高(gāo),成(chéng)就(jiù)最(zuì)大(dà)的(de)一(yī)年(nián)。2016年(nián),全(quán)球各國(guó)共(gòng)進(jìn)行了(le)85次(cì)航天(tiān)发射。 其(qí)中(zhōng),中(zhōng)國(guó)和(hé)美(měi)國(guó)各自(zì)以(yǐ)22次(cì)航天(tiān)发射占據(jù)首位(wèi),並(bìng)列第(dì)一(yī)。其(qí)中(zhōng)发射失败只(zhī)有两(liǎng)例,一(yī)例就(jiù)是(shì)中(zhōng)國(guó),還(huán)有一(yī)例是(shì)俄羅斯。2015年(nián),中(zhōng)國(guó)航天(tiān)发射19次(cì),全(quán)部(bù)成(chéng)功,成(chéng)功率100%。

 

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  那(nà)麼(me)成(chéng)功率的(de)下(xià)降是(shì)否就(jiù)是(shì)技術(shù)上(shàng)的(de)退(tuì)步呢?其(qí)實(shí)不(bù)然。成(chéng)功率高(gāo)不(bù)代(dài)表(biǎo)火(huǒ)箭技術(shù)就(jiù)一(yī)定更(gèng)发达(dá)。这(zhè)是(shì)因(yīn)为(wèi)航空(kōng)航天(tiān)是(shì)个(gè)動(dòng)态的(de)、不(bù)斷发展(zhǎn)的(de)工業,新(xīn)技術(shù)剛剛出(chū)現(xiàn)时(shí)往往伴随着高(gāo)故障率。在(zài)2017年(nián)发射失败的(de)火(huǒ)箭几乎全(quán)部(bù)为(wèi)新(xīn)型或(huò)實(shí)验(yàn)火(huǒ)箭。7月(yuè)2日(rì)发射的(de)长(cháng)征五(wǔ)号(hào)运载(zài)火(huǒ)箭就(jiù)是(shì)第(dì)二(èr)发試验(yàn)箭;新(xīn)西(xī)蘭則是(shì)首次(cì)嘗試发射运载(zài)火(huǒ)箭,而(ér)且(qiě)火(huǒ)箭上(shàng)實(shí)验(yàn)了(le)新(xīn)型的(de)電(diàn)池和(hé)3D打(dǎ)印(yìn)技術(shù),发射成(chéng)本(běn)更(gèng)是(shì)降到(dào)了(le)490万(wàn)美(měi)元(yuán)/次(cì)。日(rì)本(běn)的(de)SS-520-4火(huǒ)箭是(shì)探空(kōng)火(huǒ)箭改造而(ér)来(lái),如(rú)果(guǒ)发射成(chéng)功,将有望成(chéng)为(wèi)世界現(xiàn)役最(zuì)小的(de)运载(zài)火(huǒ)箭。

 

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SS-520-4結構图(tú)及(jí)火(huǒ)箭发射

 

  但是(shì)如(rú)果(guǒ)不(bù)探索新(xīn)技術(shù),形成(chéng)较大(dà)的(de)技術(shù)斷层(céng)以(yǐ)後(hòu),航天(tiān)工業会(huì)迅速萎縮。这(zhè)就(jiù)是(shì)为(wèi)什麼(me)我(wǒ)國(guó)极(jí)力研发新(xīn)的(de)运载(zài)火(huǒ)箭:開(kāi)拓、长(cháng)征五(wǔ)、长(cháng)征六、长(cháng)征七(qī)、长(cháng)征九(jiǔ)、长(cháng)征十(shí)一(yī)等。國(guó)外(wài)如(rú)美(měi)國(guó)、俄羅斯、歐盟、日(rì)本(běn)等都有相應(yìng)的(de)航天(tiān)发展(zhǎn)規劃(huà),SpaceX的(de)新(xīn)型可(kě)回(huí)收(shōu)运载(zài)火(huǒ)箭也(yě)是(shì)在(zài)一(yī)次(cì)又一(yī)次(cì)的(de)发射失败中(zhōng)總(zǒng)結經(jīng)验(yàn),逐漸发展(zhǎn)成(chéng)熟的(de)。

 

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新(xīn)西(xī)蘭发射的(de)電(diàn)子”火(huǒ)箭和(hé)“火(huǒ)箭實(shí)验(yàn)室(shì)”公(gōng)司创始(shǐ)人(rén)彼(bǐ)得·貝克(kè)

 

  在(zài)近(jìn)年(nián)的(de)火(huǒ)箭发射失败案(àn)例中(zhōng),值得關(guān)注的(de)是(shì)俄羅斯。近(jìn)年(nián)来(lái)俄羅斯火(huǒ)箭屢遭(zāo)发射失利,其(qí)中(zhōng)不(bù)乏一(yī)些(xiē)成(chéng)熟型号(hào),尤其(qí)是(shì)質(zhì)子M和(hé)聯盟号(hào)火(huǒ)箭。在(zài)2010年(nián)至(zhì)2015年(nián)的(de)5年(nián)多(duō)时(shí)間(jiān)內(nèi),俄羅斯共(gòng)進(jìn)行了(le)194次(cì)发射,其(qí)中(zhōng)180次(cì)成(chéng)功,14次(cì)失败及(jí)部(bù)分(fēn)成(chéng)功,完全(quán)成(chéng)功率92.8%。2016年(nián)12月(yuè),俄羅斯的(de)聯盟号(hào)火(huǒ)箭又一(yī)次(cì)发射失败。

 

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俄羅斯聯盟运载(zài)火(huǒ)箭

 

  发生(shēng)故障的(de)部(bù)位(wèi)主(zhǔ)要(yào)是(shì)推進(jìn)系(xì)统,其(qí)次(cì)是(shì)控制系(xì)统,故障原因(yīn)涉及(jí)系(xì)统設計(jì)、零(líng)部(bù)件(jiàn)生(shēng)産制造、工藝缺陷等多(duō)種(zhǒng)方面(miàn)。俄航天(tiān)領域存在(zài)經(jīng)費不(bù)足、質(zhì)量(liàng)監管(guǎn)不(bù)力、設施老(lǎo)化(huà)、人(rén)才流失嚴重(zhòng)、新(xīn)旧(jiù)火(huǒ)箭型号(hào)过(guò)渡等問(wèn)题,这(zhè)是(shì)其(qí)頻繁发生(shēng)事(shì)故的(de)主(zhǔ)要(yào)原因(yīn)。據(jù)悉,俄羅斯未来(lái)十(shí)年(nián)的(de)航天(tiān)預算僅僅只(zhī)有215亿(yì)美(měi)元(yuán),相比之(zhī)下(xià),NASA在(zài)2016年(nián)的(de)預算就(jiù)达(dá)到(dào)了(le)193亿(yì)美(měi)元(yuán)。

 

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全(quán)球主(zhǔ)要(yào)运载(zài)火(huǒ)箭发射成(chéng)功率统計(jì)(截止2017.7.2)

 

  通(tòng)过(guò)全(quán)球主(zhǔ)要(yào)运载(zài)火(huǒ)箭的(de)发射成(chéng)功率统計(jì)可(kě)以(yǐ)看(kàn)出(chū),成(chéng)熟的(de)火(huǒ)箭发射成(chéng)功率基本(běn)保持(chí)在(zài)95%以(yǐ)上(shàng),尤其(qí)是(shì)美(měi)國(guó)的(de)Delta 2 型火(huǒ)箭,发射153次(cì),只(zhī)有2次(cì)失败。其(qí)實(shí)造成(chéng)火(huǒ)箭故障的(de)原因(yīn)很多(duō),大(dà)部(bù)分(fēn)通(tòng)过(guò)对这(zhè)些(xiē)故障和(hé)原因(yīn)進(jìn)行整理(lǐ)和(hé)分(fēn)析,是(shì)可(kě)以(yǐ)发現(xiàn)一(yī)些(xiē)特(tè)點(diǎn)和(hé)規律的(de)。在(zài)发射前(qián)有效地(dì)采取(qǔ)預防措施,加強(qiáng)全(quán)过(guò)程的(de)質(zhì)量(liàng)控制,火(huǒ)箭的(de)許多(duō)故障都是(shì)可(kě)避免的(de)。

 

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  總(zǒng)之(zhī),我(wǒ)國(guó)航天(tiān)不(bù)論是(shì)體(tǐ)制、年(nián)齡和(hé)經(jīng)济上(shàng),在(zài)全(quán)球航天(tiān)業內(nèi)都占有一(yī)定的(de)優勢,未来(lái)的(de)厚積薄发是(shì)可(kě)以(yǐ)預見(jiàn)的(de)。因(yīn)此(cǐ)不(bù)應(yìng)以(yǐ)一(yī)次(cì)或(huò)几次(cì)的(de)发射失利就(jiù)对我(wǒ)國(guó)的(de)火(huǒ)箭研制和(hé)发射水(shuǐ)平進(jìn)行悲觀預测。

 

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