那些年向前冲|从失败到复飞,那些火箭是怎样涅槃重生的( 二 )
宇宙神5火箭一级使用的RD-180发动机
这次提前关机看似轻描淡写 , 但其实凶险异常 , 因为RD-180只要再提前关机一秒 , 发射就会失败 , 这时火箭二级就算用光预留推进剂也是“回天乏术” 。 而对不具备动力冗余功能的运载火箭而言 , 动力系统在飞行段出现故障是致命的 , 很容易导致不可逆的发射失败 。
那么 , 一旦运载火箭出现了发射失败 , 之后自然要痛定思痛 , 从头再来 。 比如9月2日刚刚完成恢复发射的织女星火箭 , 一次将13个国家21家客户的53颗卫星送入轨道 , 在顺利完成自己“重生之旅”的同时也打破了欧洲的一箭多星纪录 。
织女星火箭实施“一箭53星”发射任务
该火箭之前曾在2019年7月的发射中出现事故 , 之后便陷入沉寂 。 事故调查认为 , 火箭固体装药燃烧产生的高温燃气冲击了其二级的结构 , 致使二级碳纤维结构被烧穿 , 最终导致火箭在飞行中解体 。 而根本原因是在制造火箭时 , 其二级热防护层厚度差了约1毫米 , 并逃过了质控检查 , 最终导致此次事故 。
发射失败如何东山再起?
发射失败后 , 研发人员一般会针对整个火箭的分系统进行系统的复盘分析 , 在解决问题的同时 , 有时也会深挖痛点 , 对火箭进行改进提升 。 因此发射失败通常也是运载火箭更新、换代、挖潜的绝佳契机 。
例如 , 与织女星火箭同为微小卫星发射领域主力的电子号火箭 , 也在近期完成了其发射失败后的恢复发射 。 而之前该火箭在7月4日的一次发射中 , 由于一处电气连接失效 , 导致电动泵断电 , 发动机提前关机导致其发射失败 。 通过举一反三 , 火箭实验室公司还顺手对该火箭上驱动发动机电动泵用的电池组进行了减重设计 , 使新火箭的近地轨道运力得到了提升 。
猎鹰9火箭发射升空
无独有偶 , SpaceX公司也曾借用“归零”的机会改进火箭 。 2015年7月 , 在执行CRS-7国际空间站货运任务的过程中 , 因猎鹰9火箭二级贮箱COPV支撑杆件不合格 , 火箭凌空解体 , 箭船俱毁 。 紧接着当年12月 , SpaceX公司恢复发射就直接推出了全新的“猎鹰9”全推力版本 。
这次升级可谓“大刀阔斧” , 公司不但采用了过冷推进剂 , 还加长了火箭二级贮箱 , 换用了更长更坚固的碳纤维级间段 , 增加了一二级分离用的液压推杆 , 还改良发动机舱 , 升级回收着陆腿 , 最后还提高了梅林1D发动机的推力 , 最终使火箭近地轨道运力提升高达33% 。
不过要说起失败后大改的典型 , 可能要数安塔瑞斯火箭了 , 比起“猎鹰9”的升级改造 , 这型火箭直接选择更换发动机 。
安塔瑞斯火箭升空时发生爆炸
2014年10月 , 安塔瑞斯火箭执行天鹅座发射任务时 , 升空仅15秒 , 火箭一级的AJ-26发动机突然爆炸 。 事故分析推测是碎屑或制造缺陷导致发动机泵轴承损坏 , 进而连锁反应导致爆炸 。 而火箭一级的两台AJ-26发动机实际上就是40多年前苏联时期库存的NK-33发动机 , 于上世纪90年代购入美国后翻修而来 , 因此价格极其低廉 。 于是公司不得不忍痛弃用该型发动机 , 改用RD-181发动机 , 最终于2016年10月恢复发射 。
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