近日，中国运载火箭技术研究院原党委书记梁小虹的一篇演讲在网络走红，令人振奋之后，更令人深思。梁书记演讲中语重心长的提到，2018中国发射任务目标是35发，但他对完成任务没有底，为什么？他归结了四个方面：火箭卫星成本高、发射周期长、人员力量不足、特别是质量控制不稳定。同时，他也提到美国的SpaceX让他非常敬佩，那么一点人，却做了那么多事情。我感觉到确实老了。。。
本篇小编想和大家就梁书记特别提到的质量控制问题，浅析猎鹰火箭的技术优势，从质量通用特性角度谈谈中国航天未来发展的浅薄想法。
一、新格局
在刚刚过去的2017年里，按发射次数，2017年的航天六强是：
美国（29）、俄罗斯（20）、中国（18）、欧空局（9）、日本（7）、印度（5）。其中SpaceX公司发射了18枚火箭，占美国总发射次数的62.1%。
这是什么概念呢？中国2017年全年运载火箭发射数量同样为18枚，SpaceX公司发射如果单独计算的话，与中国并列第二，超过美国发射的11发。
2017，SpaceX公司可谓开劈了航天的新格局，己经令人咋舌了。那么我们就来看看SpaceX公司到底有何法宝，让其大放异彩？
二、猎鹰9
作为SpaceX公司的主力火箭，猎鹰9火箭充分体现了SpaceX公司的低成本和高可靠性的设计理念。其采用的飞行动力故障监测与控制系统重构技术、静态点火测试技术、可重复使用技术、及推进剂交叉输送技术均是其技术亮点。那么就让我们来看看这款火箭到底如何神奇吧。
猎鹰9号（Falcon 9）火箭是美国SpaceX公司研制的可回收式中型运载火箭，运载能力与长征7号相近。猎鹰9-1.1全推力型火箭全长70米，直径3.66米，起飞推力6806千牛，起飞重量541吨。
下面来我们谈谈猎鹰9的设计理念和技术优势。
1.通用设计理念
猎鹰9号火箭的设计思路很明确：大量通用器件的应用缩短了研发周期和运营成本。猎鹰9号是两级火箭。第一级和第二级都采用默林1D发动机。第一级采用9台默林1D发动机，第二级为1台加大喷管扩张比的默林1D真空型发动机。也就是说，整枚火箭的主发动机用的是一个型号。这种发动机通用的设计理念极大地简化了火箭对发动机系统的需求。
2.发动机冗余与重构
猎鹰9一级采用9台默林1D发动机，这么多发动机，同时保证他们的可靠性可不是一件容易的事情。SpaceX给出了他们自己的解决方案：动力冗余。在火箭飞行的过程中，这9台发动机当中任何1台因故障关机，都不会影响猎鹰9火箭完成发射任务的能力。当火箭飞行了90秒的时间后，坏掉2台发动机都没事儿。（当然，因燃料泄漏而引起爆炸的事故除外。）哪怕是发动机在发射过程中发生了失效甚至爆炸，其它梅林发动机和火箭飞控系统的的冗余设计也会保证任务照常进行，甚至坊间一直盛传猎鹰9一级的9台发动机间设置了凯夫拉材质的防弹插板来防止某台发动机爆炸的碎片破坏其余发动机。
3.静态点火试验
4.重复使用技术
重复使用技术包含了几个方面，如箭体自主可控回收技术、采用栅格舵的高精度姿态控制技术、高精度导航算法、回收模块的健康管理技术。
5.故障监测诊断与重构技术
射前故障诊断通过地面或箭上故障监测系统实时监测点火后动力系统、控制系统等健康状态，给出是否释放起飞指令，降低起飞风险。飞行中通过安装在动力系统的传感器实时监控发动机工作情况，通过箭机进行诊断，如果发生一台或两台发动机故障，重新计算和规划弹道，继续完成飞行任务。
三、差距！
咱们先撇开关于低成本的重复使用技术，就单从保成功角度来谈当前中国运载火箭与猎鹰9的差距。
小编认为制约中国运载火箭可靠性最大的问题在于动力系统。运载火箭发射成功的关键在于两大系统，控制系统与动力系统。而中国当前现役运载火箭的发动机并非冗余的，动力系统一旦故障，火箭失败。发动机及动力系统整体的技术提升，对中国火箭来说是很必要的。
此外，控制系统的测试与诊断技术有待提高，目前箭上地面智能BIT技术的应用都有限，更不要去谈故障预测与健康管理了。
所以相比猎鹰9，梁书记对于35发的发射任务担扰不是空穴来风。
四、路在何方
本节重点想从可靠性角度去谈中国运载火箭的发展之路。
1.三化设计
三化，即通用化、系列化、组合化，无论是箭上还是地面，我想未来发展趋势必定是三化。我们可以看到SpaceX 公司就把三化玩的很溜。而我们的步伐还相对缓慢。
三化最大的优势，小编认为有如下几点：
1)技术状态固化，便于技术状态管理;
2)整体组成简单，我们知道产品的基本可靠性就是越简单越可靠;
3)模块通用便于积累大量可靠性数据，便于产品改进与质量提升;
4)产品构成，接口一致便于缩短研制周期。
2.冗余设计
无论控制系统还是动力系统，对于飞行过程中的关键系统和单机，存在单点故障模式是非常可怕的。对于引起飞行失败的单点，需想方设法消除。
3.测试性设计
测试性设计面很广，箭上的故障诊断与重构，地面的测试，监控与健康管理以及测试覆盖性的问题等等。小编认为后续的重点可放在故障预测与健康管理PHM 方向上。
4.环境适应性设计与试验
随着文昌发射场的起用，以及后续海上发射以空中发射的发展方向，运载火箭的环境适应性设计与试验，不得不重点考虑。尤其是当前以单机为主的环境试验考核己经不太满足后续的需求，系统级，整弹级环境试验的考核是未来的重点方向。
5.工艺问题
产品设计工艺性有待提高，禁限用工艺的管控。尤其是出了问题的禁用工艺坚决杜绝。
6.制造模式
紧跟工业4.0的步伐，推动航天产品制造模式的智能化。摒除小作坊的靠人管理模式，因为人最不可靠！
五、结束语
中国航天的未来是充满希望的，但路还很长，我们需要持续改进，改进的关键先是要改变思想，勇于创新。小编就梁书记的演讲谈了几点个人想法，班门弄斧，不足之处请指正。
本文转自： 可靠性杂坛
