蓄势待发的长征五号乙比长征五号更安全可靠!
虽然长征五号乙(CZ-5B)已经矗立在文昌发射场上,蓄势待发。但国内一些民众眼见着长征七号甲和长征三号乙的发射失利,对长征五号乙能否顺利完成首发产生了很大的疑虑。
就像上一篇文章《连续两枚火箭发射失利,会影响长征五号乙发射吗?》所说,最近两枚火箭与长征五号乙的关联度比较小,已知可能的故障也基本不会发生到长征五号乙身上。其实,对长征五号乙影响最大的还是基本型号长征五号的安全性。
经历了长征五号遥二火箭的发射失利以后,人们对长征五号的安全性提出了很大的疑问。航天科工局为了打消疑虑,让故障彻底清零,用了两年多的时间,终于彻底解决了发动机YF-77存在的安全隐患。就在2019年底,长征五号遥三火箭彻底洗刷了前耻,近乎完美地完成了发射。
与此同时,长征五号乙其实早在2017年就已经生产完毕,处于待发阶段。为什么没有发射,主要的原因就是长征五号遥二火箭发射故障发现了芯一级主发动机YF-77的严重问题。这个问题不解决,使用该款发动机的长征五号和长征五号乙都是要暂停发射的。所以,我们的空间站、我们的嫦娥五号都在等待火箭!直到去年底长征五号遥三验证了改进后的液氢发动机,我们才舒了一口气。所以今年长五家族,任务特别多。
为什么说长征五号乙比长征五号更安全呢?首先,长征五号的设计安全系数是98%,这个系数不包括零件的质量问题。因此,发动机的故障并不是火箭设计问题,也正因如此发动机研发部门在过去两年比其他部门压力大很多。而长征五号乙是按相同设计标准设计的,同时零件更少,因此出故障的概率也就更小!
其次,长征五号乙的构型更简单。人们发射火箭的梦想是单级入轨,这样的火箭,最安全可靠。发射级数越多,零件越多,故障率也就越高。现实情况是,现在在服役所有的火箭都是多级入轨,像印度的PSLV火箭是四级火箭,还有一些固体火箭是五级火箭。而长征五号乙是一级半结构,比单机入轨多半级,也就是多了四个助推器。主发动机一直工作到把飞船或空间站送入轨道,中间不用交接班,这是最安全的一种设计之一。它比长征五号火箭还少了第二级及其全部零件,自然也就更安全了。
最后,任务轨道更低。对于火箭发射来说,任务轨道越高,发射难度越大,出现问题的概率就越高。长征五号乙的发射轨道是近地轨道LEO,中国空间站的轨道高度距离地面只有约400公里,而长征五号发射的地球同步轨道卫星,高度有36000公里。高度不一样,对星箭分离时的速度要求自然也不一样,相差还是很大的。相应地,出现问题的概率也不一样。
当然,虽然说长征五号乙的安全系数更高一些,但毕竟航天发射工作是一项高风险的工作,谁也不敢打包票一定不会出现问题。
首先,长征五号乙可能会出现的共振问题,在其他火箭上是不能完全验证的,地面试验和计算机模拟也不能保证完全排除。毕竟火箭芯一级的箭体比长征五号的芯一级有明显的加长,增加了燃料储箱的大小。所以即使长征五号芯一级没有问题了,也不敢保证长征五号乙肯定不会出问题。还有超大的整流罩也是第一次使用。各种新的因素存在要求必须通过试发射找出可能存在的问题,然后再解决和完善。
其次,零件虽少,但不敢保证所有零件百分百不出问题,线路、芯片百分百不出问题,这都是谁也无法保证的。还有发动机,两台液氢发动机是最令人担心的,毕竟曾经出现过严重问题。虽然经历了长征五号遥三的验证,和大量地面试验的验证。但这毕竟是改进后第二次发射,而且工作时间更长,谁也不敢说百分百。还有八台YF100液氧煤油发动机,虽然是久经考验的发动机了,但发动机越多,不确定性越大,这是不变的道理。
最后,发射过程依然存在其他不可预知的不确定性因素。一旦发生就会对发射造成影响,轻则影响入轨精度,重则可能造成发射失败。
经过以上分析,我们要相信中国航天人,肯定会尽最大努力保障发射成功。但发射火箭毕竟是高风险活动,万一出现任何异常,大家都要保持容忍,相信航天人一定能改进排除掉故障原因。
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