“星际客机”再度延期,波音在航天领域正面临严峻挑战

2023-07-05     看航空

原标题:“星际客机”再度延期,波音在航天领域正面临严峻挑战

根据华盛顿邮报6月初报道,波音公司和NASA宣布,波音公司首次搭载宇航员的“星际客机” (Starliner)飞行计划将再次推迟。

据报道,波音公司副总裁兼“星际客机”项目经理马克·纳皮(Mark Nappi)此前就曾在电话会议中表示,由于发现了新的隐患,波音的“星际客机”飞船已被迫暂停其载人飞行的准备工作。

波音CST-100“星际客机”飞船。

过去几年里,“星际客机”飞船项目已经遭遇了多次不同类型的问题,项目延误和超支严重。截至2020年10月已经超支近9亿美元,至今没有进入以“机组人员飞行测试 (CFT)为代表的载人飞行阶段。

而它的竞争对手,SpaceX公司的“龙”飞船,早在2020年5月就启动了首次宇航员试飞。截至目前,“龙”飞船不仅已顺利进行了10次载人飞行,更额外获得了NASA的8次飞行合同。

两个新问题出现,解决期限未知

“星际客机”项目原计划在2023年7月完成首次载人发射,但在2023年5月,工程师发现了涉及大气层中减速降落和电气火灾两个关键的技术问题,并表示在某些特定情况下足以引起船毁人亡的灾难结果。

2022年5月25日,“星际客机”结束轨道飞行测试任务,在无人驾驶状态下返回地面。

第一个问题出现在降落伞上。

出于安全冗余等因素的考虑,“星际客机”采用了多降落伞设计,要求飞船在3个降落伞中1个伞不能正常打开的情况下依然能安全降落。

显而易见,这种状态下,仍然正常工作的2个降落伞会面临更为猛烈的冲击和苛刻的受力要求;降落伞与飞船舱体之间的连接部位,必须格外牢固。

“星际客机”的减速着陆流程示意:飞船底部有多个大体积气囊,用于缓冲与地面的撞击。

“星际客机”的设计中,每个降落伞与飞船舱体之间有8个软连接的织物结构,共计24个。这些软连接织物结构的强度等性能指标,要求以飞行任务中可能遭遇的受力载荷的两倍作为标准制定。

在近期的重新测试中,工程师发现“星际客船”上的软连接结构达不到安全系数2的设计标准;而此前获得成功的测试结果则被波音称为“错误的数据记录”——这意味着一旦遭遇单个降落伞打不开的情况,剩余的两个降落伞有可能会由于软连接的织物结构失效而破损解体,导致飞船无法有效减速而在着陆过程中撞毁。

从目前的情况来看,“星际客机”至少需要拆除前隔热罩、前舱盖,取下降落伞更换改进设计的软连接织物结构,重新包装并安装降落伞、安装前隔舱盖、前隔热罩。

另一个问题出现在胶带上。

“星际客机”采用了一种名为P-213的胶带,用于保护各种线束,防止其表面的绝缘层由于刮擦而破损。但最近项目组发现,该胶带使用的粘合剂在某些情况下易燃——这意味着严重的电气火灾隐患。

在某种程度上,它处理起来要比降落伞的问题更为棘手,远非一些外媒报道中推测的“打开不同部分舱盖、在胶带周围再涂一层安全材料”所能解决。 因为数百英尺的胶带散落在飞船的各个角落中——很多线束所在的部位,都被设备和结构所遮蔽、甚至处于不可拆卸的永久封闭区域中。

飞船需要大量的线束和管道来实现相关功能设计。各类线束断路、短路,液气管道破裂、堵塞等情况,一直是航空航天器事故的主要原因之一。

马克·纳皮曾公开表示,仅仅是确定涉及相关胶带拆卸范围的初步工作,目前都无法确定,有待于以后展开。

这些复杂的因素导致波音无法确定解决这两个问题需要多长的时间和费用——尽管他们目前依然强调,有可能在年内实现载人飞行。

技术问题频发,遭遇大量质疑

除了降落伞和胶带之外,“星际客机”项目现在依然存在不少被人质疑的环节——比如其软件测试、可能遭遇“侧壁破裂”的航天器电池以及热控制系统的阀门等。

2023年5月,NASA航空航天安全咨询小组(ASAP)会议期间,ASAP主席帕特里夏·桑德斯曾对“星际客机”预定在7月21日启动的载人飞行计划提出了质疑,她甚至建议NASA叫停“星际客机”的研发工作,并展开详细的介入审查。

“星际客机”遭受的质疑太多,以至于人们不断怀疑波音公司是否会放弃这一项目。马克·纳皮本人数次公开回应和澄清,表示波音内部“并没有认真讨论过”放弃项目的可能性。

马克·纳皮

航天赛道中的传统航空航天制造商

2014年,NASA选择波音和SpaceX两家企业研发用于往返空间站的载人飞船。

站在当时的角度上,资历深厚、曾经航天技术丰厚的波音确实是无可置疑的主角,SpaceX则更多被评价为“备胎”。这样的对比也明显反映在了合同金额上——波音赢得了42亿美元,而SpaceX则是26亿美元。

但经过近10年的发展,SpaceX的“龙”飞船成为了NASA唯一实现实用化的选择。更进一步来说,在传统航天竞争的三大业务领域:火箭、卫星和飞船,SpaceX都对波音形成了强有力的竞争。

在火箭上,SpaceX的自主可控回收路线获得了成功,而波音近年来一直没有突破性的新构型火箭投入使用;在发射成本控制上,波音也与SpaceX完全不在一个等级。虽然在重型火箭上,波音的SLS目前仍有性能指标方面的优势,但“星舰”的不断成熟正对SLS形成严重的威胁。

实际上波音的火箭业务,多年前就已完全依赖于美国政府和军方订单……但现在来看,就连这一块市场也正在不断被SpaceX所并吞。

波音为欧洲卫星运营商SES研制的O3b-mPower卫星。从功能和市场定位上来说,O3b-mPower卫星与SpaceX的“星链”是直接对手。但即使是SES,也选择了SpaceX的火箭来发射自家卫星,而不是波音的火箭。

一直以来,卫星是波音集团非常重要的业务,一度占到总收入的43%以上。由于波音的产品线更为丰富,SpaceX在短期内还不会对波音的卫星形成全面性的挑战。但在一些特定的卫星产品上,比如“星链”为代表的互联网通信卫星系统领域,SpaceX已然成为是波音的对手。

排版:陈奕煊

策划 | 文案:候知健

编审 | 监制:武晨、王兰

看航空融媒体工作室出品

点击卡片即可获取全文

维珍轨道宣告破产:面对SpaceX,在绝望的赛道竞争中崩溃

文章来源: https://twgreatdaily.com/zh-hans/511a6f42de553939d21fe2f593407996.html