成熟火箭缘何频繁“栽跟头”_航天_外空网

xing123 发表于 2016-10-31 18:40:20

成熟火箭缘何频繁“栽跟头”

最近一年，俄罗斯运载火箭发射频繁“栽跟头”，涉及的型号包括质子号M火箭、联盟号U火箭和隆声号火箭，先后导致5颗卫星和一艘货运飞船损失。　　　　这一连串的发射失败，使俄罗斯航天业遭受巨大损失，许多发射被迫推迟，俄罗斯火箭的信誉也遭受损失，其中的故障原因及教训值得参考和借鉴。　　　　发射失败档案回放　　　　回放一：莫斯科时间2011年8月18日凌晨1点25分，一枚俄罗斯质子号M火箭携带俄最强大的快船－AM4通信卫星从拜科努尔发射场发射升空。发射后，火箭前三子级均工作正常，并按预定时间分离。然而，在第5次点火之前火箭发生故障，地面无法接收到遥测数据，失去了与卫星的联系。　　　　事后，通过雷达探测确定卫星进入非预定轨道，俄罗斯随即宣布快船－AM4卫星无法再通过自身动力进入预定轨道，发射任务完全失败。　　　　根据俄事故调查委员会的结论，因导航周期被不适当地设置过短，导致三轴陀螺稳定平台结算位置错误，致使火箭未能将卫星送入预定轨道。因此，火箭上面级控制系统程序编写错误是导致这次发射失败的原因。　　　　质子号M火箭是俄质子号系列运载火箭的最新改进型，该系列火箭的近地轨道运载能力为22吨，地球同步转移轨道运载能力为5吨～6吨，与美国德尔塔4火箭和欧洲阿里安5火箭处于同一水平。目前，质子号M火箭主要用于商业发射服务，自2001年4月7日首发以来共进行了53次发射，5次失败。　　　　回放二：莫斯科时间2011年8月24日17点，俄罗斯联盟号U运载火箭搭载进步号M－12M货运飞船从拜科努尔发射场点火升空，飞船上载有为保障国际空间站上6名成员生活的必需品。　　　　然而，在火箭升空后约325秒时，地面与火箭和飞船失去联系。部分残片在大气层完全烧毁，还有部分残片坠落在西伯利亚南部的阿尔泰共和国境内。　　　　该事故调查委员会称，失败是由于燃料输送管路堵塞造成燃气发生器故障所致，而导致燃料输送管路堵塞系生产环节的错误，因此建议火箭生产厂家加强质量控制管理。　　　　回放三：莫斯科时间2011年2月1日，俄隆声号/微风KM火箭搭载GEO－IK2型军事卫星从普列谢茨克航天发射场发射升空。卫星本应进入高度为1000公里的圆轨道，但在微风KM上面级第二次点火时推进装置上的控制系统失灵，导致发动机提前关闭。　　　　事后经探测，卫星被错误地送入到近地点为330公里、远地点为1058公里、倾角为98.5度的椭圆轨道，这是隆声号/微风KM火箭16次发射中的第二次失败。　　　　隆声号火箭由俄欧联合公司负责研制，是俄罗斯在削减战略武器条约签订之后，利用退役的SS－19洲际弹道导弹研制的一种轻型三级液体运载火箭，它可以将2吨重的卫星送入近地轨道。　　　　故障原因分析和启示　　　　再加上去年年底的一次失败，俄罗斯最近的4次航天发射失败，全部都是由火箭末级故障引发的，其中3次为专用上面级，1次为二子级。这些故障有些是人为设计失误造成的，有些源自生产环节出现的产品质量问题，其故障原因和经验教训值得参考和借鉴。　　　　在火箭结构设计中，末级最为复杂，设计方需要在满足可靠工作要求的前提下，尽可能减轻结构质量，提高整个火箭的效率。　　　　据统计，在1990年～2009年期间，全球运载火箭发射故障中约有36%为末级故障，而在这些故障中，推进系统故障尤为突出。俄罗斯最近4次火箭发射失败均与末级动力系统有关，因此，末级火箭设计和质量控制必须引起足够重视。　　　　4次失败中，质子号M火箭的2次发射故障都可以归结为人为因素：一次是由于燃料加注错误，推进剂多加注了1.5吨，导致卫星不能进入正确轨道；一次是因为程序编写错误导致火箭上面级推进装置定位失误及卫星入轨失败。针对这种情况，在提高工作人员责任意识和质量意识的同时，还必须建立起严格的质量管理规范，把牢发射前的评审关。　　　　联盟号火箭是俄罗斯最成熟和可靠的运载火箭之一，共进行过745次发射，发射成功率高达97.2%。而就是这样一种非常成熟的运载火箭，由于生产环节出现问题，燃料输送管路在发射过程中发生堵塞造成了燃气发生器故障，导致火箭发射失败。这次教训留给人们的启示是：即使最成熟的运载火箭，也要高度重视生产环节的质量管理。　　　　来源：中国航天报

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