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天龍三号複盤:600噸拉820噸,尖子生犯低級錯誤,監管不能缺位

天龍三号複盤:600噸拉820噸,尖子生犯低級錯誤,監管不能缺位

科工力量

2024-07-04 10:44釋出于上海觀察者網旗下《科工力量》官方賬号

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劃重點

016月30日,天兵科技研制的天龍三号液體運載火箭在河南鞏義市綜合試驗中心進行熱試車時發生嚴重事故,火箭脫離發射台并跌落山中。

02天兵科技在事故後迅速釋出權威資訊,及時回應媒體和公衆的關切,表示無人員傷亡。

03然而,事故原因被初步認定為試車台連接配接結構因設計、制造或安裝導緻的失效,這是一個低級錯誤。

04專家建議天兵科技總結經驗教訓,重新确定效率和安全、歸零和試錯的平衡,保證不重犯低級錯誤。

05同時,行業需要避免惡性競争,成立商業航天行業協會,共享最新技術成果,促進中國商業航天的健康發展。

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天龍三号複盤:600噸拉820噸,尖子生犯低級錯誤,監管不能缺位

6月30日天龍三号可回收火箭的重大事故想必大家都已經知曉。天兵科技在出事三個多小時後發表的情況說明是這樣描述這次事件的:

2024年6月30日下午3點43分,天兵科技自主研制的天龍三号液體運載火箭在河南鞏義市綜合試驗中心開展了一子級九機并關聯力系統熱試車。試車過程中,一子級火箭正常點火,發動機推力達到820噸,因箭體與試驗台連接配接處結構失效,一子級火箭脫離發射台,在升空後,箭上計算機主動關機,火箭跌落在距離試車台西南1.5公裡的深山中,箭體跌落山中後解體。本次試驗地點遠離鞏義市區,試驗前與當地政府聯合完善安全保障措施并提前組織周邊人員撤離,經排查,無人員傷亡。

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天兵科技官微緻歉信

天兵科技的反應可謂迅速,第一時間提供了事故的具體資訊和明确的結論,最大程度地杜絕了謠言的擴散和可能出現更大的負面影響。7月2日,天兵科技再次發文,為事故給鞏義市民帶來的驚吓和對商業航天行業造成的不良影響道歉。

天兵的危機公關可圈可點。及時釋出權威資訊帶來的結果是,媒體和公衆的反應總體而言比較理性。雖然,網上仍然有很多質疑的聲音。大部分人在表示震驚和遺憾的同時,都希望中國商業航天的步伐不會是以而停滞。公衆普遍接受了這樣一個觀點:航天是一項高風險的事業,失敗和挫折是正常的。馬斯克的獵鷹九号和星艦不也是炸出來的嗎?

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SpaceX 獵鷹9号火箭

不過,這次事故确實不同尋常。試車變試飛,在航天史上可以說是聞所未聞。如果運氣差一點,後果将不堪設想。而天兵公布的原因,竟是一個匪夷所思的低級錯誤。這究竟是怎麼發生的呢?

天龍三号是一款對标SpaceX獵鷹9号的大型可回收液體火箭,直徑3.8米,起飛品質590噸,近地軌道運力17噸,太陽同步軌道運力14噸。這是天兵科技為大陸巨型網際網路星座建設量身定做的主力火箭,在國内可回收火箭中研制進度最快。大家對它寄予厚望。如果這次試驗順利,那麼9月份就要進行軌道首飛。

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天兵科技張家港廠房中的天龍三号實物

關注SpaceX的人都知道,獵鷹九号和星艦經常進行一級全系統靜态試車。這是最接近發射狀态的試驗,能同時驗證所有子系統的工作,因而可以高效地發現問題,尤其适合可重複使用的可回收火箭。它非常吻合追求效率的商業思維,因而受到SpaceX和中國商業火箭公司的青睐也就不足為奇了。

中國航天傳統上更依賴子系統試驗。但國家隊在新的形勢下也在與時俱進。他們也在試圖用商業思維來提高效率。稍早6月14日進行的長征十号三機并聯試驗是中國航天史上規模最大的一次動力系統地面試車,總推力達382噸。

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6月14日,長征十号完成一子級火箭動力系統試車  圖源:中國航天科技集團

馬斯克的商業思維從第一性原理出發,已經颠覆了航天界多年形成的很多慣例,比如發動機多機并聯、火箭垂直回收、甲烷推進劑和不鏽鋼箭身等。采用得到SpaceX和中國國家隊認可的多機并關聯力試車路線,天兵科技的決策是沒有問題的。

天兵的步子的确很大。首次靜态試車就一下子上了全部9台發動機,而且不節流。820噸的總推力超過長十兩倍以上。不過,推力大也不是問題。星艦去年2月和8月進行過三次靜态點火,在發動機節流一半且少量發動機未能點火情況下推力達到了約3600噸。問題是,針對這個量級的推力,天兵準備好了嗎?

顯然沒有。

連接配接結構不是皇冠上的明珠,是牛頓力學就能搞定的簡單機械。目前網上在傳一個據稱是天兵的連接配接結構專利,其外形和鞏義試車台完全一緻,而寫明的承載力是600噸。有人猜測,實際試車台承載力就是600噸。可能是決定試車推力的人對試車台承載力不甚了解,或者推力計劃節流到600噸,但因操作失誤或發動機控制系統失效意外上到了820噸。

其實,不管什麼情況,600噸設計承載力的試車台也應該能拉住820推力的一級火箭,因為工程設計中有個極為重要的系數,叫安全系數。安全系數指的是極限破壞應力和許用應力之比。機械或土木工程中安全系數最小也不會低于1.5。換句話,600噸承載力的試車台無論如何都能拉住推力900噸以下的火箭。820噸,應該很輕松。

是以,天兵官方公布的事故原因應該不用懷疑,就是試車台連接配接機構因設計、制造或安裝導緻的失效。也基本上可以肯定,這是一個低級錯誤。

再追根究底,出現此類低級問題的根源,往往都是管理和制度上的疏漏。而管理的問題,又往往和企業文化有關。再深究一步,那就和管理者的個人風格和思維方式有關了。

這幾年中國商業航天呈現了突飛猛進的态勢。從另一個角度講,就是卷了起來。大家都明白,未來留下的頭部公司不會太多。于是對标SpaceX就成了最簡單、最有效,也是屢試不爽的政策。獵鷹九級别的可回收火箭目前是競争焦點。未來三年,不算國家隊,就會有7款可回收火箭首飛,其中三款運力達到或超過獵鷹九号。天龍三号是走在最前面的。

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天兵科技鞏義試車台 圖源:天兵科技

可以了解很多公司尋求突破、急于求成的心情。在焦慮和浮躁的心理驅動下,出現違背科學精神、不尊重客觀規律的事情恐怕難以避免。天兵科技的高速發展和神速的進度引起了很多關注。筆者在去年盤點中國商業航天的文章中曾隐晦地表達過擔憂。

不過,在這樣的大環境下,企業也有很多苦衷。激進的創新恐怕也是一種無奈的選擇。出了事情,讓天兵科技獨自承擔所有的責任是不是過于苛刻?因為這樣一次事故,遏制了中國商業航天大好的發展勢頭,也不是我們願意看到的。

為了中國商業航天的更好的明天,我們需要反思。反思這個詞近年有些變味,似乎和公知綁定在了一起。但我還是要說,我們永遠都需要客觀的、基于科學精神的、建設性的反思。

以下是筆者的管見和建議。

對于天兵,需要認真總結經驗教訓,找到管理和制度上的問題,重新确定效率和安全、歸零和試錯的平衡,保證不重犯低級錯誤。對發展節奏,要按基于企業實際情況進行調整。欲速則不達。更重要的是,如果企業文化有問題,要毫不猶豫地去改變。但是,請保持大膽創新的基因!不要矯枉過正,因為安全問題而十年怕草繩,會失去活力和未來。

對于行業,可以繼續卷,但必須避免惡性競争。無底線的挖人、抄襲、營銷炒作都是毒藥。要吸取某些行業的深刻教訓,盡早預防和引導,防患于未然。建議成立商業航天行業協會,各家公司共同制定并自願加入商業航天行業公約,承諾遵守具體可行的行為準則。要鼓勵互惠合作,共享最新技術成果,不要讓“開源馬”獨領風騷。

對于主管部門,不能因噎廢食,要繼續鼓勵創新,要在制度上着力,杜絕重大安全事故,尤其是本就不該出現的低級錯誤導緻的事故。建議成立獨立的航天活動監管機構,一視同仁地對國有和民營商業航天公司的試驗、發射、着陸等設施的選址設計和各種航天活動的開展進行專業評估和審批。這事,讓規劃、環保、發射、測控等部門分頭審批難免疏漏。由地方政府做又不專業。專業的事情還得專業的人來做。

天龍三号複盤:600噸拉820噸,尖子生犯低級錯誤,監管不能缺位

天龍三号  圖源:新華社

如果以此為契機,将暴露出來的問題都找出原因,将發現的缺位都補上,改正錯誤的同時也不要将優點丢掉,那麼壞事一定可以變成好事。

希望未來的某一天,當我們說起24年鞏義那枚試車變試飛的火箭時,都會說:這是一個重要的轉折點,是中國商業航天成熟的開端,是一個意外到來的成年禮。

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