前几天我们火箭发射失利,而最近在二级市场,航天领域也正处于风口浪尖。
长征三号乙运载火箭是技术比较成熟的火箭类型了,最早研制时间可以追溯到20世纪末,也就是30多年前了,技术成熟稳定,而且已经执行了100多次成功发射。
很多人因为这次失利,冷嘲热讽,我想其实也没必要。因为一枚技术成熟的火箭还是有可能因为各种原因而发射失利,这种原因虽然不是因为技术缺陷上的,可能是零配件的问题也可能是组装的问题,任何一点小问题都可能,因为整个系统是非常复杂的,要求一点不出错。
但如果认为这只是一次小小的失利,那也有点掉以轻心,因为正常来说一枚成熟火箭的故障率肯定不应该是1%,应该更少一点。可以参考一下马斯克的猎鹰火箭技术成熟后的飞行次数与载货量。
今天让我们从系统控制的角度讲讲,为什么技术成熟的火箭还会发射失利?

历史上最让人揪心的就是美国“哥伦比亚号”航天飞机,发生了两次事故。一次是在1986年,一个密封圈不耐低温导致燃料泄漏,火箭在天空爆炸,7名宇航员逝世;一次是在2003年,泡沫撞掉了隔热瓦,导致返回时机体受热不均,火箭在空中解体,又是7名宇航员逝世。

可以说哥伦比亚号的技术本身是比较可靠的,在整个人类火箭发射历史上绝对属于佼佼者、尖子生。
不像最近几年美国波音生产的新型号飞机,由于大量采用一些新技术,但是不成熟,为后续商业化飞行带来技术隐患。
在一些复杂系统里,任何一个变量都有可能引发“蝴蝶效应”,而且越复杂,熵增越高,风险越高。
所以在开发新一代产品时,这些复杂的飞机、火箭都会规定比如新技术零件比例不能超过整体的30%等等,不完全是担心新技术不可靠,而是要保证保留可靠的经过验证的技术占整体的比例。这不是一种心理学上的保守,而是系统控制意义上的有效。
哥伦比亚号作为技术成熟先进的火箭,发射失利,最根本的原因是系统性管理没有做好,导致生产管理出纰漏的概率变大,而不是某些零部件偶然失灵。

世上没有万全法可以完全规避风险,所以系统控制的精髓在于降低风险水平到极小,经过大量反复验证以及极端条件验证,检查和保养也非常重要,历史上大部分飞机失事都是因为疏于保养,不重视小故障,最终酿成大祸。
像现在所谓的新能源车试驾,上来就说经过百万公里验证,各种极端自然环境下依旧可靠,但是短短一两年就上市了,这能靠谱吗?不经过长时间一步步检验的验证,都不过是自我欺骗。
系统控制视角下应该是尽量找出风险点,然后予以纠正,而不是宣传多少小时正常工况。因为这些复杂系统本身就不算稳定,就像走钢丝的特技演员,更应该做的是加强他身上的那根安全绳,防患于未然。

系统控制还要求模块化思维,因为几万个零件不可能是完全依靠检查来判定是否正常,总不能一个个拆下来,所以需要拆分成模块,按照各自模块的运行规律和风险点进行针对性检查、留出冗余空间、技术上简单有效等等。
在遇到问题时,也能通过一些现象和特征进行初步分析,尽快找到问题所在。
前几个月太空站的返回舱飞船舷窗破裂,有一道小微缝,后来经过分析是太空碎片撞击导致的,而分析手法之一就是在地面一比一还原太空情况,对比初步分析,只要现象相似,那么归因就相似。但肯定不是整个系统都要还原太空情况,只需要舷窗系统模块还原即可。
而那些失利的火箭系统,在发射前的检查,很多都无法模块化检查,因为内部各个子系统设计、后期管理养护等都没有模块化思维或者觉得没有必要模块化。
综上所述,为什么技术成熟的火箭还会发射失利?有三大核心原因,一是系统性管理没有做到位,二是风险意识放松,三是模块化系统不够精细。
朋友们集思广益一下,你认为还有哪些原因呢?欢迎评论区讨论喔!
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