日本大火箭半空中爆炸,最靠譜的部分離譜了,兩次機會都沒把握住

王亞男航空說 發佈 2024-04-07T16:48:53.635408+00:00

日本國產大火箭從種子島成功發射,在直播鏡頭的跟隨下升空飛遠,結果不久後一個壞消息傳來:二級火箭點火失敗,火箭飛行速度正在逐步降低。

日本國產大火箭從種子島成功發射,在直播鏡頭的跟隨下升空飛遠,結果不久後一個壞消息傳來:二級火箭點火失敗,火箭飛行速度正在逐步降低。為防止衛星和火箭箭體危及地面,最終,日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)被迫下令火箭自毀,箭上搭載的先進光學衛星,也隨之炸成了碎片。

H-3火箭的前身是日本H-2A/B型火箭,其設計目的是通過降低火箭的製造成本來降低發射成本,同時提升火箭的運載能力。因此從H-3火箭身上能夠看到各處降低成本的方案,比如一級火箭採用了最新技術,而二級火箭卻採用了H-2A/B上成熟的LE-5B型火箭發動機,節省研發成本和生產成本,從而控制火箭發射價格。經過一系列改進後,JAXA計劃將H-3火箭的發射成本控制在5000-6500萬美元之間。

其實早在2月17日,H-3火箭進行首次發射時就因為火箭助推器沒有點火而中止發射,等於給了H-3火箭第二次機會。結果時隔半個多月後,H-3火箭再次進行發射時,原本出問題的固體火箭助推器點火問題解決了,而一直被認為成熟可靠的二級火箭發動機卻點火失敗了,可謂是「按下葫蘆起了瓢」。

在這次推遲的首射中,外界對於H-3火箭的一級氫氧火箭以及固體火箭助推器的情況更加關注,因為一級火箭使用了簡單可靠的膨脹機放氣循環的LE-9液體火箭發動機。相比前身H-2A/B火箭使用的二級燃燒循環發動機LE-7A,LE-9的零部件少了20%,但是推力更大。不過在之前的多次試驗中,LE-9發動機的可靠性比較低,其液氫渦輪泵的渦輪轉子葉片多次因為發動機工作時產生的共振疲勞而斷裂,為了解決這個問題,H-3被迫多次推遲發射。

最終H-3火箭發射時,固體火箭助推器沒有問題,一級液氧火箭也沒有問題,反倒是成熟、可靠的LE-5B二級火箭發動機出了問題。這似乎是一種宿命,幾乎每次當日本航天火箭採用新的技術時都會在某些地方出現問題。

比如1998年,H-2火箭接連發射失敗,其中H-2火箭第六次發射失敗中,LE-5A二級發動機提前停機,導致衛星無法進入軌道。H-2火箭的第七次發射依然出問題,其上搭載改進後的LE-5B二級發動機還沒開始工作,就因為一級火箭發動機突然失去動力,導致H-2火箭再次發射失敗。連續兩次失敗導致日本最終放棄了H-2火箭,轉而研發下一代H-2A運載火箭。

目前還不清楚H-3這次發射中二級火箭發動機到底出了什麼問題,具體原因需要JAXA對火箭殘骸進行打撈,以及對相關數據進行徹底分析後才能找到原因。不過根據目前公開的信息,我們目前可以對這次發射的情況進行一個合理的推測。

二級火箭發動機LE-5B的點火系統可能存在設計、製造、安裝、調試等環節中的問題,例如點火電路連接不良、點火器失效等,導致點火失敗。LE-5B發動機的前身LE-5A就出現過冷卻燃燒室底部噴嘴裙部的冷卻管釺焊部分斷裂,導致泄漏的高溫氣體融化了發動機控制電源線,造成發動機提前關車的故障。

此外,LE-5B發動機雖然是一種比較成熟的發動機,但是依然可能出現燃料供應故障,例如燃料泵失效、燃料噴嘴堵塞等,導致點火不充分或完全無法點火。或者二級火箭發動機可能存在其他機械故障,例如點火器損壞、燃燒室受損等,這些故障也會導致點火失敗或點火後發動機無法正常工作。

還有一種可能的原因,造成LE-5B點火失敗。H-3火箭發射時產生巨大的震動,一級火箭LE-9發動機就曾因共振問題導致H-3火箭多次推遲發射,畢竟這是LE-9與LE-5B首次執行任務。相比LE-9,推力更低的LE-7A發動機與LE-5B發動機在H-IIB火箭上已經進行9次成功發射,沒有出現過問題。

作為已經精密的航天活動運載工具,火箭的設計、製造、測試、發射等各個環節中,都需要嚴格控制和管理,以確保火箭能夠安全、穩定地發射並執行任務。這次H-3火箭首射失敗,意味著整個H-3項目必須重新「歸零」,從火箭第一步設計研發至最後一步發射,都從零進行檢查,甚至從頭推倒重來,直至問題完全解決。這是一個漫長而痛苦的過程。

H-3作為日本國產的下一代主力火箭,被視為日本未來進行宇宙開發的王牌,這次的失敗對相關人員來說,勢必是一大打擊,但這是人類航天探索中必須經過的一個過程

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