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主题:美国宇航员敢不敢乘坐波音漏气飞船飞回来? -- dfindy

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家园 波音新飞船系统设计的问题

(这部分是严肃的技术探讨)

starliner零部件采用货架产品降低整体设计难度,节约成本和开发时间是正确的方式。但是starliner在系统设计上采用了一个全新的,激进而且风险很大的方案。这个方案把传统载人飞船的逃逸塔给取消掉了。这是第一次有不带逃逸塔的飞船载人飞行。

**背景**:传统逃逸塔相当于飞船顶上加上飞船整流罩外圈装上几个极其强大而且短小的火箭发动机,一旦出事危及到宇航员生命安全,这些火箭发动机点火,以极大的加速度把载人飞船从燃烧着的即将爆炸的火箭那里分开,用蛮力把飞船拽到更高更远的地方。其原理和战斗机的弹射座椅是类似的。注意,逃逸系统的火箭是力大,燃烧迅猛,持续时间很短。这和飞船自身的动力发动机性能是相反的。飞船的动力系统需要的是精确控制推力,能够长时间,可控的燃烧。这两套系统性能是矛盾的,在传统设计里面是不兼容的。

但是,这些逃逸塔本身的重量和燃料的重量在飞船不出事的情况下是死重,对于提高火箭的运载效率是不利的。

于是就有需要减少逃逸机制的重量。美国的两种新飞船里面,spaceX采用的是偏保守的方式,还是大部分保留单独的逃逸系统和逃逸发动机。但是波音比较牛🐮,这个激进的设计直接把逃逸系统和飞船动力系统给整合到一起了。我记得是两套系统共用燃料,正式的名称叫着“动力逃逸”。这就带来了新的挑战,同样的燃料,给飞船动力发动机的时候要小火慢炖,给逃逸系统的时候要大火烹油。各位想象一下家里的燃气灶,如果有一个灶既能够大火炒菜(例如炒腰花)又同时能够小火煮小小的铁壶普洱茶,这是不是不大容易同时实现?更麻烦的时候飞船的染料本身还要氧化剂还原剂,高温加热低温燃料热交换一系列的麻烦事,所以starliner的燃料系统被搞得非常复杂,有很多阀门。这些阀门一个是相互关联度复杂,另外一个是数量太多,整体可靠性按照乘法下降。

(接下来是段子,TikTok上看来的不知真假)

另外一个原因和政治因素相关。俄乌战争之后因为美国对俄国的制裁,nasa不能再去买俄国的钛合金阀门了。美国同时又对中国制裁,NASA也不能去买中国上了实体名单的企业产品。波音自己又做不了,于是找来找去找到了三哥。本来nasa估计的是三哥拿到订单之后去俄中随便买货架产品,给三哥赚个转手费就好了的。没想到的是三哥自从接手波音的民机业务以后信心大涨,心想不就是个阀门吗,这钱咱自个儿赚了,于是三哥自己用铝合金,而不是要求的钛合金做了阀门发货给了波音的航天部门。

屋漏偏逢连夜雨,波音的质量管理问题从民航部门蔓延到了航天和军品部门,这铝合金阀门竟然一路绿灯就给装到了starliner上面了。然后,然后就是因为阀门问题多次推迟飞船发射,最后一次咬牙在明知阀门有故障的情况下带着两名宇航员升空。在天上5个阀门控制的推进器(发动机)失效,宇航员手动重启了其中的4个。其他的飞船对接系统也罢工了,不能自动对接,最后是两位宇航员手动化了3个小时(?)靠上了ISS。。看看他们飘进ISS时候那开心的笑容,那是劫后余生的喜悦 😀

点看全图

照片中穿蓝色的两位就是从starliner进入国际空间站的宇航员,非常结棍。祝他们能够平安回到地球🌍

通宝推:翼德,
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