空射火箭首發過早停機 原因被新興公司查出

2020-08-19 頭頭勢道

2020年5月25日,在加利福尼亞州莫哈韋航空航天港,維珍軌道公司 通過波音747空中投放的方式,首次試飛了他們的關鍵項目產品Launcher1「發射者一號」火箭。


起飛後,波音747運載機向西飛行,後在太平洋上空向南轉,到達長灘西南偏西約160公裡處,高度約10700米。兩名飛行員和兩名工程師在飛機上參與了測試。在投放掛在飛機左翼下的Launcher1火箭之前,飛機仰角達到了將近30度。

掛在左翼下的火箭發射後才幾秒 第一級發動機就停機了。後來維珍軌道的工程師們展開了追查。

原因確認,CEO丹·哈特在周三表示,發動機的過早關閉是因為推進劑管道的破裂

2007年,「發射者」概念出自維珍銀河公司,2012年開始設計。在 2017年,致力於載人航天遊的維珍銀河,請來了前波音公司 政府衛星系統項目副總裁 丹·哈特Dan Hart 擔任CEO 成立維珍軌道公司,專門負責該項目

「發射者一號」火箭是首款 空射型 液體燃料輕型運載火箭,用於小型微型等輕量載荷的軌道輸送,概念最早出現在2007年的維珍銀河。

「發射者一號」火箭初期量級較輕,原計劃由維珍銀河自研的 白騎士2號 承載發射

這個雙頭飛機非常獨特,寬度很大,達到了117米以上

能Carry維珍自研的 亞軌道太空體驗飛行器Spaceship2號

然而,2015年,發射者一號火箭經歷了能力升級改型,長21米,寬1.8米,最大起飛重量約30噸,級數2(保留設計改造成3級火箭的潛力),燃料組合為 目前主流的液氧煤油(例如獵鷹9、長徵5、7)。近地軌道LEO載荷能力500公斤,太陽同步軌道SSO運力230公斤,發射價格1000~1200萬美元。

後來,維珍軌道 改用 機翼後掠角度更大、飛行速度更快(將近音速)與載重能力更強的波音747-400作為 母機。為此他們藉助維珍集團,從維珍大西洋商業航空公司獲取一架舊的波音747-400,進行改裝翻新,並設計製造火箭發射掛架,整改飛機和機翼內部構造,架設各種配套的電子設備、電纜、管道和增壓系統等。後來將這架飛機取名為「宇宙女孩」

由於在空中發射,除了火箭需要驗證與測試,運載飛機也要進行測試,難度不亞於驗證一款新飛機。

再加上火箭本身需要測試與驗證,這等於一個項目 兩個發射平臺,所以試飛前,維珍軌道進行了大量的準備工作,母機空載飛行、燃料加注、點火、發射掛架、地面系統與軟體、搭載飛行與投放 等等

歷經了各種艱辛,今年5月的試飛,自然是該項目10餘年來的一個最為重要的標誌性節點。


維珍軌道CEO哈特表示,在飛機發射架將火箭下放的那一刻,時機良好,氣動資料庫得到了驗證。火箭的鰭翼 很好地控制火箭穿了過附近由飛機在飛行中產生的湍流,火箭在空中降落約4~5秒時,進入了穩定狀態,控制算法得到了驗證

火箭的傳感器 探測到發動機的啟動時機,完成了增壓和啟動程序,也確實啟動了發動機,並且拉高了俯仰角,抬頭瞄準,準備沿著預定軌道飛行。

因此哈特說:「這足以證明空中發射所需驗證的各個方面,因此在那一刻,我們相當興奮。」他還表示 後面的發動機停機比較讓人失望,飛行自然也終止了。但外加維珍集團4個地面站的追蹤,收集了足夠的更多飛行數據,除了證明了火箭的空氣動力學控制算法,也從中找到了火箭一級發動機故障的原因:一條高壓供給線斷裂,液氧停止進入發動機。

不但找到了原因,維珍軌道公司還找到了解決液氧供給線問題的方法。對發動機進行了改進,加強各部件的性能。下一個火箭正在總裝。通過先進的方式,加快了生產速度。將在未來幾周內出廠,達到實用要求。

LauncherOne火箭的第一級由維珍軌道公司自研的 牛頓3發動機,最大推力約30餘噸

上面一級的牛頓4號發動機,來完成將衛星送入軌道的工作。

維珍軌道表示 若開發出3級火箭版本,則可大大提升深空運力,未來能夠將100kg載重運送至月球,70kg到金星,50kg到達火星。


成立於2017年,開始負責「發射者一號」火箭的Virgin Orbit維珍軌道公司總部位於加利福尼亞州長灘,還包括了專注於美國軍用衛星發射市場的子公司VOX Space。目前整個公司大約有500名全職員工。已經獲得了為美國宇航局、五角大樓和其它商業運營商發射小型有效載荷的協議。

除了可以從莫哈韋和關島基地起飛的飛行任務,未來還可能從佛羅裡達、英國、日本、甘迺迪航天中心等跑道上飛行。

維珍軌道公司表示,可從全球多個機場起飛,無需發射臺,是他們能提供的關鍵優勢——靈活。

而且也可以一箭多星,讓微小衛星發射更實惠,比如數百萬美元的發射價格。

維珍軌道來自維珍銀河 公司,該公司專注於亞軌道空間旅遊,比如其代表性的SS2 亞軌道太空飛機,7月28日發布艙內設計,將接受太空人級體驗的旅遊預訂,進入正式運營


維珍軌道公司,成立於2017年,是維珍銀河公司的子公司。公司目前有

維珍軌道的投資者包括布蘭森的維珍集團和阿布達比的主權財富基金 穆巴達拉。


總公司 維珍集團,在1970年由充滿實幹精神的英國爵士 理察·布蘭森創辦(現已70歲,個人財富約50億美元以上,時間大部分轉移到慈善事業)。集團實力強大,業務廣闊,範圍包括旅遊、航空、娛樂業等。


by頭頭勢道特約作者 天行客

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