Changqi değiştirilmiş lansman hatası: büyüme için ödenmesi gereken fiyat
[Makale / Li Huichao, Observer Network Köşe Yazarı]
16 Mart gecesi Hainan'dan haberler geldi: Long March 7 modifiye roketinin fırlatılması başarısız oldu.
Kısa bir süre önce, Long March 5 Yaosan roketi, Changwuyao 2 roketinin başarısızlığından kaynaklanan bulanıklığı ortadan kaldırdı ve Long March 7 modifiye roketinin başarısızlığı, uzay teknisyenlerinin zorlu sıfırlama sürecine girmesine izin verecek. .
Başarısızlık, kimsenin görmek istemediği bir şeydir. Bununla birlikte, roketlerin yurtiçi ve yurtdışında geliştirilmesine ve kullanılmasına bakıldığında, fırlatma başarısızlıkları kaçınılmazdır. Fırlatma başarısızlığı büyük olasılıkla model geliştirmenin ilk aşamalarında meydana gelir, ancak birkaç başarılı uçuştan sonra da meydana gelebilir.Roketin büyümesinde bir sorun olduğu söylenebilir.
Modüler yeni nesil roket
Long March 7 roketinin 2016'daki başarılı ilk uçuşunun ardından, Tianzhou-1 kargo uzay aracı Nisan 2017'de başarıyla uzaya gönderildi. Bu iki roket uçuşu sırasında Long March 7 roketi, yükü yerden birkaç yüz kilometre uzakta alçak bir dünya (LEO) yörüngesine gönderdi. Şu anda mevcut olan resimlere göre, bu kez fırlatılan Long March 7 roketi önceki ikisinden daha ince görünüyor. Roketin genel tasarım ilkelerine ve internette dolaşan bilgilere göre roketin konfigürasyonu ile Long March VII'nin ilk iki uçuşu farklıdır. Roketin uzatılmasının nedeni, eşzamanlı transfer (GTO) yörüngelerine veya daha yükseğe giren faydalı yükleri başlatmak için üçüncü bir aşamanın eklenmesi olmalıdır.
İnternette Long March 7 roketinin görünüşünün bir önceki Long March 7 roketinden biraz daha uzun olduğu bildirildi.
Roket sadece tek aşamalı bir yapı ile tasarlanıyorsa ve kalkıştan tamamlanmasına kadar olan iş bir bütünse, o zaman birinci, ikinci, ikinci ve üçüncü aşamaların ayrılması gibi bir çalışma olmaz ve roket uçuş süreci çok daha basit görünür. Ancak, Rus bilim adamı Tsiolkovsky'nin 1903'te önerdiği Tsiolkovsky formülü teorik olarak bu "kısayolun" uygulanabilirliğini reddetti. Bu formülde, roketin çalışma sırasında elde ettiği hız artışı, motor çalışmaya başladığında toplam roket ağırlığı m0 ve motor bittiğinde toplam ağırlık m1 ile ilgilidir. M0 / m1 oranı ne kadar büyükse, roket o kadar büyük elde edebilir. Hız artışı.
Bu nedenle, roket tasarımcıları çok aşamalı bir roket çözümü önerdiler. Tamamlanan işi sürekli terk ederek, roketin m0 / m1 oranı değişmeye devam edecek ve roket hızlandırılarak "aktarılabilir" ve sonunda ideal yörünge hızına ulaşabilir. Son yörüngeyi tamamlamak için kaç aşamanın kullanıldığı, yük yörüngesi ve roket tarafından kullanılan motor türü gibi faktörlere bağlıdır. Genel olarak, fırlatılan uzay aracının girmesi gereken yörünge ne kadar yüksekse, roketin o kadar çok alt aşaması kullanması gerekir. Long March VII için, ilk iki fırlatmada kullanılan temel model, iki aşamalı bir konfigürasyon kullanarak düşük Dünya yörüngeli fırlatma görevlerini uygulamak için kullanılıyor. Daha yüksek yörüngelerde görev başlatırken, ek bir seviye gereklidir.
Long March 3B taşıyıcı roketinin uçuş süreci. Kaynak: Great Wall Industrial Company
Long March 5 ve Long March 7 tarafından temsil edilen Çin'in yeni nesil taşıyıcı roketleri, roketlerimizin maksimum taşıma kapasitesini büyük ölçüde geliştirdi. Örneğin geçmişte en iyi performansa sahip uzun üç B roketi olan GTO yörüngesinin taşıma kapasitesi 5,5 ton iken, Long March 5'in temel GTO taşıma kapasitesi 14 tona ulaşabilir.
Bununla birlikte, uzay aracının gelişimi çeşitlendirilmiş bir eğilim sergiliyor ve tüm uzay araçları bu kadar büyük bir taşıma kapasitesine ihtiyaç duymuyor. Bu nedenle yeni nesil fırlatma aracının tasarımı modüler ve evrensel bir tasarım fikrini benimsiyor. 5 metre, 3,35 metre ve 2,25 metrelik üç temel modül aracılığıyla farklı tipte roket konfigürasyonları birleştirilebilir. Yeni nesil roketlerin üç modeli arasında, ana aşama Long March 5 için 5 metrelik bir modül kullanıyor, ana aşamada Long March 7 için 3,35 metrelik bir modül ve ana sahne Long March 6 için 2,25 metrelik bir modül kullanıyor. Long March No. 5'in temel güçlendiricisi, Long March No. 7'nin biraz değiştirilmiş ilk aşaması olarak kabul edilebilecek 3,35 metrelik bir modül kullanıyor. Long March 7 temel güçlendiricinin 2,25 m'lik modülü, temelde Long March 6'nın 2,25 m'lik çekirdek seviyesi ile aynıdır.
Yeni nesil roket modüler düzeneğinin şematik diyagramı, "Çin'in Fırlatma Aracı Teknolojisinin Başarıları ve Beklentileri" makalesinden alınmıştır.
Bu esnek kombinasyon yöntemini kullanarak, her model birden çok konfigürasyona dönüştürülebilir. Örnek olarak Long March 7'yi ele alalım Hidroforunda 2.25m likit modülü ve 2m katı modülü var.İkinci kademe güç konfigürasyonu için birden fazla seçenek var ve gerektiğinde üçüncü veya üst kademe eklenebilir. Kamuya açık literatür raporlarına göre, Long March VII için 16'ya kadar opsiyonel konfigürasyon vardır. 4 adet 2,25m güçlendirici + hidrojen ve oksijen üçüncü aşamanın ilk uçuş için konfigürasyonu 7 GTO taşıma kapasitesine sahiptir. Ton. Bu konfigürasyona dayanarak, güçlendirici azaltılırsa, GTO taşıma kapasitesi azaltılabilir. Bu esnek kombinasyon altında, Long March 5, Long March 6 ve Long March 7'den oluşan yeni nesil roketler, 1.8 ton ile 14 ton arası GTO taşıma kapasitesi ve 1.2 ton ile 25 ton arası LEO taşıma kapasitesi oluşturarak uyum sağlayabilmektedir. Farklı uzay araçlarının ihtiyaçları, teknik durum stabil olduktan sonra temelde önceki nesil Long March roketlerinin yerini alabilir.
GTO yörüngesel taşıma kapasitesi, farklı konfigürasyonlara sahip Long March 7 roketlerinin "Çin'in Yeni Nesil Orta Boy Fırlatma Araçlarının Gelişim Beklentileri" nden alınmıştır.
Büyüyen sorunlar
Ünlü insanlı uzay kazasına ek olarak, Amerika Birleşik Devletleri de uydu fırlatma alanında karanlık bir an yaşadı. 1998 ile 1999 arasındaki sekiz ayda, arka arkaya altı roket fırlatma hatası meydana geldi ve bunun sonucunda milyarlarca dolar değerinde uydu yok edildi. Fırlatılamayan roketler hem o zamanki yeni Delta III roketi hem de daha olgun Titan IV idi. Bunların arasında, bir Titan IV roketi Milstar 2 askeri uydusunu doğru yörüngeye yerleştirmeyi başaramadı ve 1,23 milyar ABD doları kayıpla sonuçlandı ve o sırada Amerika Birleşik Devletleri'nde tek bir fırlatma kaybı için yeni bir rekor kırdı.
Roketler son derece karmaşık bir endüstriyel üründür ve normal uçuşu sağlamak için çok sayıda hassas parçanın birlikte çalışması gerekir. Aynı zamanda, havacılık fırlatma süreci "tek seferlik bir anlaşma" dır. Roket fırlatma kulesinden ayrıldıktan sonra, sonraki tüm uçuş bağlantılarının normal şekilde tamamlanması gerekir ve herhangi bir bağlantıdaki büyük bir fark, fırlatmanın başarısız olmasına neden olur. Bir araba arızalandığında yol kenarına park edip onarım bekleyebilir ve bir uçak arızalandığında alternatif bir iniş arayabilir ancak roketin durup onarımın tamamlanmasını bekleyip yola devam etme şansı yoktur.
Cygnus kargo uzay aracını fırlatan "Antaris" roketi fırlatıldıktan sonra patladı
Genel olarak konuşursak, ilk tip roket, geliştirmenin ilk aşamalarında başarısızlığa daha yatkındır. Örneğin, Avrupa'nın ana roketi Ariane 5 ilk turu kaybetti ve ikinci turu kısmen kaybetti. Çin'in Long March 2 ve Long March 3 roketlerinin ilk uçuşu da başarısız oldu. Uçuş sayısındaki artış ve ilgili gerçek uçuş verilerinin sürekli olarak toplanmasıyla birlikte, teknisyenler roketin olası kusurlarını iyileştirecek ve roketin güvenilirliği kademeli olarak artacaktır.
Ancak roketin yaşam döngüsünün belirli bir döneminde ortaya çıkacak bazı gizli tasarım kusurları veya kalite sorunları da var. Yukarıda bahsedilen Titan IV roketinin üç maçlık mağlubiyet serisi, bu roketin 25-27. Uçuşu. Şu anda, SpaceX'in ana modeli Falcon 9 roketi 19. fırlatma sırasında patladı ve Uluslararası Uzay İstasyonu'na kargo sağlayan bir Dragon uzay aracını kaybetti. Buna ek olarak, 2016 yılında Falcon 9, yerde statik ateşleme testi sırasında bir yıldız ve ok patlaması yaşadı.
Falcon 9 roketi, zemin statik ateşleme testinde patladı
Bu açıdan fırlatma hatası, roketlerin tasarımında ve kullanımında kaçınılmaz bir büyüme problemi olabilir .. Duygusal olarak başarısızlıkları görmeye çok isteksiz olsak da, nesnel olarak, roketlerin güvenilirliği asla% 100'e ulaşmayacaktır. Olgun roketleri kullanmaya devam ederseniz, başarısızlığı bir dereceye kadar önleyebilirsiniz, ancak bu, yeteneğinizi kısıtlamak pahasına. Gelecekte daha da ileri gidebilmemiz için, başarısızlığın getirdiği maddi ve duygusal kayıplara katlanmak, büyümek için ödememiz gereken bedel olabilir.
Bu makale Observer.com'un münhasır el yazmasıdır Makalenin içeriği tamamen yazarın kişisel görüşü olup platformun görüşünü yansıtmaz.Yetkisiz yeniden basılamaz, aksi takdirde yasal sorumluluk aranacaktır. Observer Net WeChat guanchacn'ı takip edin ve her gün ilginç makaleler okuyun.
