國產大飛機C919成功首飛的背後,除了科研人員的努力外,保險業也參與其中為其“保駕護航”。
據第一財經記者了解,包括人保、平安、太平、太保等多家保險公司都參與了此次試飛的保險項目,涉及險種包括機身險、零備件一切險、意外險、第三者責任險等多個險種。
中國人保財險表示,作為國有骨幹大型保險企業,公司對中國商飛自主研發的飛機項目,包括ARJ21支線飛機、C919大飛機項目在內,自立項起就投入了高度關註,並憑借其在國內外航空險市場的領先地位和技術優勢,一直全力陪伴護航,全程參與了他們的設計研發、總裝以及試飛。
中國人保財險在C919大飛機試飛保險項目的競標中脫穎而出,以第一承保人身份簽發試飛險保單,為中國大飛機刺破蒼穹,翺翔藍天保駕護航。
除此之外,作為C919試驗飛行保險共保體,太平財險上海分公司為C919大型客機提供機身險、零備件一切險、第三者責任保險、試飛飛行員意外傷害保險、試飛人員隨人行李保險以及試飛飛行員執照喪失保險等保險保障,其中機身險保障21億元。
據了解,太平財險2013年加入中國商飛財產一切險保險項目共保體,同年10月中國太平保險集團與中國商飛簽署合作備忘錄。
中國平安旗下平安產險也參與承保了本次試飛C919客機的機身、零備件一切險與責任險,保險總價值達21.6億元。
除上述保險公司外,據悉,中國太保等保險公司也共同參與了國產大飛機的保險共保體。
資料顯示,C919客機(COMAC C919),是中國首款按照最新國際適航標準研制的幹線民用飛機,於2008年開始研制,具有完全自主知識產權。基本型混合級布局155座,全經濟艙布局169座、高密度布局175座,標準航程4075公里,最大航程5555公里。與波音737屬於同一級別。
5月5日,這一萬眾矚目的國產大飛機C919在上海浦東機場實現成功首飛。
天下火箭,唯大不破。大,可以將人與貨物發射更多、更遠——到月球,到火星。
來源 | 航天新觀察
作者 | 白瑞雪 蘇菲雅
假如宇宙中存在地外生命,假如地外生命對地球人類的活動了如指掌,從今天開始,他們或許會註意到,在地球與火星之間的軌道上,出現了一枚通體紅色的新物體。
地球上,它被稱為汽車,是一種將能源轉化為動能從而驅動位移的機器。與基於相似原理飛出地球大氣層的第一顆人造衛星Sputnik1相比,它的誕生足足早了70多年。
千百年來,在地球人類為擺脫空間約束、實現自由運動而嘗試的種種努力中,太空飛行一定是最為醒目的,其基礎為運載火箭。
把這輛紅色特斯拉汽車發射到宇宙空間的火箭,是繼上個世紀阿波羅登月火箭“土星五號”(Saturn V)之後最為強大的航天運載工具:“獵鷹重型”(Falcon Heavy)。
——它能將貨物和人員送上月球,甚至火星。
一年前你要是告訴我:下一個飛往火星的人造物體是一輛播放著搖滾音樂的特斯拉敞篷跑車,載了一位叫Starman的仿真宇航員,他帶著毛巾和一本《銀河系漫遊指南》,而他面前的液晶屏上寫著來自這本書的忠告:Don’t Panic(不要恐慌)……估計連科幻小說都不敢這麽寫。
▲馬斯克在SpaceX發射控制室里錄下的畫面:現在有輛車在地球軌道上飛
一
實事求是才是硬道理
整個業界都在等待這枚火箭的沖天一躍。畢竟,距離首次宣布發射計劃的時間已經過去5年了。
▲SpaceX員工正在等待火箭發射
北京時間2月7日4時45分,數次推遲首飛的“獵鷹重型”終於從卡納維拉爾角升空。隨後,SpaceX公司CEO馬斯克在Twitter上分享了發射成功、助推器垂直著陸的消息。按照他此前“只要別在發射臺上炸毀、就算試飛成功”的標準來衡量,這簡直是一次完美的首飛。
LEO(近地軌道)63.8噸,GTO(地球同步轉移軌道)26.7噸,Mars(火星軌道)16.8噸——“獵鷹重型”穩穩地摘下了世界現役火箭運載能力的金牌。
為它提供高達22819千牛起飛推力的,是同時工作的27臺梅林(Merlin-1D+)發動機。這讓“獵鷹重型”也成為了目前世界上發動機數量最多的火箭。
梅林發動機的性能並不出眾。作為一家創立於2002年的商業航天公司,SpaceX曾試圖從老牌航天強國俄羅斯購買發動機,未果——大概是太貴了。最終,在高性能的高壓補燃循環發動機與性能較低的開式循環發動機兩種自研方案之間,他們選擇了後者,堪稱有多大能力辦多大事的典範。
“SpaceX不追求技術上的高大上,而是註重通過創新的方案設計實現性能最優和成本最低,體現了腳踏實地與勇於創新的完美結合。”一位業內人士評價說。
推力不足,數量來補。“人多力量大”式的發動機並聯思路,被外界認為風險較高。在傳統設計理念中,為避免多發動機耦合振動導致火箭可靠性下降,火箭一子級發動機數目通常控制在10臺以內。上個世紀六七十年代,第一級使用30臺發動機的N-1火箭4次試飛均失敗,蘇聯的登月夢想隨之落空。
顯然,“獵鷹重型”通過先進的動力冗余技術和模塊化設計,解決了發動機數量與可靠性之間的矛盾。
同樣,在箭體設計上,“獵鷹重型”突破了“要保證控制系統穩定、長細比不能大於16”的常規思路,火箭長細比(長度與直徑之比)接近20。換句話說,3個3.6米直徑的火箭模塊並聯,實現了通常觀念中“大芯”才能獲取的強大運載能力。這不僅使得這枚火箭呈現優雅頎長的外形,也提供了構建“大火箭”結構的另一種路徑。
這是系統科學思想所創造的技術碩果與工程美感。
中國航天的開創者錢學森在上個世紀50年代提出:用不完全可靠的元器件,能夠組成一個可靠運行的系統。今天SpaceX的商業航天實踐再次證明:即便是不夠強大的元器件,也能集成為超級強大的巨系統。
當然,實現這一目標的前提在於,擁有創新的設計理念、高超的設計能力和敢於突破陳規的勇氣。
二
不賺錢的商業航天都是耍流氓
不賺錢的商業航天都是耍流氓。誰家能賺錢,先得比比誰更能省錢。
以火箭回收為標誌,“獵鷹”一直在證明自己的多快好省。“獵鷹重型”繼承了“獵鷹-9”成功實現的發動機推力調節、推進劑管理、高精度姿控、熱防護、著陸支撐結構等自主可控回收關鍵技術,此次發射後3枚一級火箭全部回收,火箭一子級助推器分離和一二級分離均采用可重複使用的“冷分離”機構,一、二子級發動機也進行了可重複使用設計。簡而言之,它渾身都是寶,下次還能跑。
就連這枚“獵鷹重型”本身也是一枚“半二手”火箭,一子級的兩個助推器均由以往發射任務回收的“獵鷹-9”火箭通用芯級改裝而成。“芯級變助推”的模塊化、通用化設計,可以最大限度地共用生產設備和零部件,省錢。
可重複使用技術日漸成熟,全球具備該領域技術儲備的航天機構不止一二。但是,不差錢的機構們還在無休止地論證,而SpaceX已經大刀闊斧地去幹了。這就是民企的商業動力,值得尊重,發人深省。(請允許我向那些鄙視企業賺錢的人表達我森森的鄙視!)
航天飛機退役後將重心轉向深空探測的NASA,把近地軌道留給了民營企業。但後者的野心不止於此。隨著“獵鷹重型”的成功,民企的發射能力從近地軌道、中小型載荷拓展到了火星軌道、大型載荷。
盡管業內對於回收複用能否實現低成本仍存懷疑——比如,可重複使用部件的檢修代價多大?馬斯克對外公布的數字是否有泡沫?“獵鷹重型”目前發射報價僅9000萬美元,折合近地軌道載荷每公斤1410美元。與各國主流火箭每公斤數萬美元的現價相比,簡直就是白菜價!
業內人士認為,SpaceX重型火箭的確實現了低成本的話,意味著商業航天很可能成為主流的運載火箭,將對全球運載市場造成巨大沖擊。
▲馬斯克在發射現場接受采訪
三
這些年,馬斯克吹過的牛
天下火箭,唯大不破。大,可以將人與貨物發射更多、更遠——到月球,到火星。
馬斯克想上火星,地球人都知道。國際宇航聯大會上,他的演講時段特意單獨進行,因為太多人想聽聽這位航天明星“讓人類成為多星球生存物種”的藍圖是多麽吸引人,或者,不靠譜。
在他的構想中,將人類送上火星的運輸系統叫“星際運輸系統”(Interplanetary Transport System,簡稱ITS),由可重複使用的飛船和BFR火箭構成。後者有個很好記的非正式名稱Big Fucking Rocket(他媽的大火箭),因為它實在是大:近地軌道運載能力550噸,為“土星五號”的4.7倍,“獵鷹重型”的8.6倍。
2022年發射貨運飛船,未來10年內實現人類移民——飛向火星的時間表已經很緊張了,盡管它超前得讓人不敢相信。可是,有什麽是不可能的呢?馬斯克說:“福特造出便宜、可靠的汽車時,人們問,馬車怎麽就不能用了?那是一個巨大的賭註,而福特成功了。”
馬斯克繼續規劃,這一星際長途運輸工具同樣可用於地球旅行。登船、發射、進入地球軌道,BFR能將乘客在1小時內送抵地球上任意地方:香港到新加坡22分鐘,倫敦到迪拜29分鐘,洛杉磯到多倫多24分鐘。
將出行路線進一步降低至地表,馬斯克2013年提出了Hyperloop計劃,打造在真空管道中奔跑的“超級高鐵”,時速可達1290公里,從華盛頓到紐約不到30分鐘。
乍聽上去真不靠譜啊……不過,用於BFR的更大推力甲烷燃料發動機Raptor已於2016年9月點火測試成功,“超級高鐵”也在拉斯維加斯的沙漠中完成了幾次短距實測,首條客運線路可能2021年投入運營。而“獵鷹重型”的首飛成功,又在SpaceX證明自己“不是PPT公司”的路上增加了一枚有分量的砝碼。
所謂牛人,就是把自己吹過的牛一個個實現的人。
▲特斯拉跑車鏡頭
四
科學技術的極致浪漫
回到“獵鷹重型”。別忘了,它正在把一輛櫻桃紅色的特斯拉跑車送上地火轉移軌道。
鄉愁是一條長長的橢圓軌道,火星在這頭,地球在那頭。套用地球詩人的句子,我們未來在火星上生活的後代大概可以這樣描述這條連接地球故土與火星新家園的深空飛行軌道。
通過這樣的轉移飛行,數十枚探測器到達了火星地表或環火星軌道。目前繞火星工作的探測器仍有6枚:美國的“火星奧德賽”(Mars Odyssey)、“火星勘測軌道飛行器”(Mars Reconnaissance Orbiter)和“火星大氣與揮發演化探測器”(MAVEN),歐空局的“火星快車號”(Mars Express),印度的“曼加里安火星探測器”(Mars Orbiter Mission),以及歐洲和俄羅斯聯合研制的“微量氣體軌道器”(Trace Gas Orbiter)。
很遺憾,人類第一輛飛上太空的汽車很難加入它們的行列。作為“獵鷹重型”首飛載荷的特斯拉汽車,並不是一枚具備推進與制動功能的飛行器,無法通過動力減速從地火轉移軌道進入火星軌道。未來的日子里,它很可能在地球與火星之間來回穿行——如果要給這段旅行加上一個期限,按照馬斯克富有詩意的說法,它會一邊播放著“太空怪談”(Space Oddity)歌曲,一邊在太空中遨遊億萬年。
汽車電能耗盡之前,這首在1969年地球人首次登月3個多月後面世的經典歌曲里,英國搖滾歌手大衛·鮑伊(David Bowie)會一遍一遍吟唱“地面指揮呼叫湯姆上校(Ground Control to Major Tom)……”
湯姆上校是歌手假想的一位宇航員。執行完一次充滿風險的太空飛行任務後,他隨失聯飛船迷失在了宇宙深處。作為全球商業航天的領軍人與開拓者,馬斯克像宇航員一樣勇敢前行卻從不曾迷失。對於自己無比宏偉的目標,他的計劃清晰、堅定而充滿激情。
火箭首飛試驗,通常會裝點鐵疙瘩作為載荷。守界限制了我們的想象力,而跨界的馬斯克選擇了自己的另一個跨界產品,汽車。對於這位同時在航天、電動汽車、太陽能等多領域縱橫馳騁的科技狂人,業內人士感慨:“他每次都將某個行業之外的技術用於改變這個行業,這種跨界創新可能會成為當今社會科技創新的一個主流方向。”
關於這枚特殊載荷,很多人說是一次前無古人、後難有來者的廣告營銷。也許我們忽略了一個事實:由於不再需要氧氣燃燒參與動力供給,電動汽車實際上就是一種能夠在無氧氣星球表面運行的交通工具。石油產品作為汽車必需燃料的阿波羅登月年代,宇航員不得不使用以變推力火箭發動機打造的月球車,而隨著電能驅動汽車技術成真,只要太陽能獲取充足,汽車完全可以在人類變成“多星球生存物種”之前成為“多星球交通工具”——馬斯克此舉,是否為未來月球人、火星人將特斯拉用作出門標配而預熱?
當然,我更願意視之為一次單純的浪漫主義表達。自從阿姆斯特朗在月球上邁出了“人類的一大步”,以航天為代表的現代科學技術賦予我們最寶貴的精神滋養,就是極致的浪漫主義、理想主義與英雄主義。
它跨越語言與地域,與你我共鳴。
我國首枚自主研發民營商業火箭——“重慶兩江之星”號於5月17日7點33分點火,7:38分落入預定區域。據地面監測,其飛行軌跡在天空中劃出一道優美弧線。
飛行大約5分鐘,可靠獲取了所有重要數據。
自主掌握固體火箭發動機技術
發動機是火箭的“心臟”,也是研制火箭的核心技術之一。2017年12月22日,零壹空間X系列火箭發動機已於2017年12月22日成功完成整機聯合試車。發動機工作35秒後關機,試驗取得了圓滿成功,這也是國內首臺商業固體火箭發動機。到現場指導的發動機老專家以“三個之最”給以本次試車總結:
第一最:從項目啟動到發動機聯合試車僅僅用了9個月,周期之短創中國航天史上之最;
第二最:采用精簡研發團隊及試驗隊配置圓滿的完成了任務,人員之少創航天史上之最;
第三最:將火箭上電氣核心產品綜控機的重量縮減至傳統產品十分之一,僅有不到1.8kg,集成度之高創航天史上之最。
零壹團隊堅持把事情做到極致,第一仗就要讓所有新研產品都接受實戰考核,本次試車試驗,直接帶上了燃氣舵、伺服系統和一體化綜控機等公司自主新研產品,讓綜控機代替成熟的點火設備來執行發動機點火。如果將火箭比作一輛汽車,那麽燃氣舵相當於車輪,伺服系統相當於方向盤及傳動機構,綜控機則相當於駕駛員。它們都成功經受住了考驗。
燃氣舵經受高溫考驗
2017年4月,零壹空間成功完成了燃氣舵力熱聯合試驗,燃氣舵經受住了高溫考驗。
燃氣舵是固體火箭常用的控制結構,是固體火箭結構設計的關鍵技術。燃氣舵需要長時間工作在2000℃高溫的高壓燃氣流中,工作過程中伴隨著舵面燒蝕和偏轉,其中舵面材料選擇、舵外形設計、防隔熱設計、熱密封設計、熱匹配設計、耐高溫傳動系統設計和舵面控制力計算是燃氣舵設計的核心技術。
零壹空間在本次試驗過程中同時搭載測試了公司自主研發設計的燃氣舵及其測力系統。燃氣舵測力系統用於測量燃氣舵在發動機燃氣流中所受力和力矩,測量結果用於修正控制力分析算法和控制系統設計,是燃氣舵試驗的核心技術,目前國內僅有少數單位具有該測試能力,且成本巨大。
零壹空間完全自主研發的測力系統,在試驗中成功獲取了舵面的受力和力矩數據,解決了解耦測量等一系列難題,為公司節省了數百萬元的研發成本。
一體化綜合控制系統“五臟俱全”
如果說發動機是火箭的“心臟”,那麽,綜合控制系統則是火箭的“大腦”。
零壹空間的綜合控制系統,不僅是其自主研制,而且在技術層面上有了很大的創新。據了解,該綜合控制系統采用集成化設計思路,整合了傳統控制系統飛控解算、時序控制、供配電、GPS接收以及遙測系統的數據采集、編碼調制等功能,重量僅1.8公斤,通過集成化設計大幅減小箭上設備重量和成本。
“如此一來,我們可以整體減少火箭上的設備和規模,從而提升運力。”零壹空間技術團隊相關負責人如此表示。
零壹空間市場部負責人介紹,該一體化綜合控制機可廣泛應用於軍用、民用無人機、低成本火箭等航空航天飛行器。
4月,該綜合控制系統也參與完成了半實物仿真試驗及電氣系統綜合匹配試驗,這也標誌著首飛箭的研制工作已進入收官階段。
造首個商業化飛行試驗平臺
除了技術,零壹空間還嘗試在更大的領域進行創新,OS-X系列火箭應運而生。
據介紹,這是OS-X系列火箭是國內首個商業化飛行試驗平臺,主要用於滿足客戶的飛行試驗需要。
目前,飛行試驗正成為空天關鍵技術研究的重要手段,在世界範圍內,一些前沿技術研究計劃都需要進行飛行試驗。在國外,已有可以能夠用於亞軌道研究和飛行試驗的平臺。比如美國的一款產品,目前已可提供長時間高速飛行環境、可定制化、軍民多類客戶使用等。該產品計劃2019年首飛,並聲稱世界上首個商用飛行試驗平臺具備初步運營能力。
“在國內,很多客戶也是有飛行試驗需求的,但是國內卻沒有這樣的平臺。”零壹空間相關負責人表示,市場也是決定他們打造這一平臺的原因。
據了解,X系列能夠滿足微重力試驗、探空、再入試驗、高速技術驗證、發動機性能測試、飛行器性能驗證、其他定制需求試驗等多項服務需求,且具備專業服務團隊和快速叠代優化設計、低成本等特點。
首飛承載多項研究任務
本次“重慶兩江之星”首飛,零壹還進行了國內首次“箭上無線通訊”“減阻桿”“低成本能源”等創新技術的研究,為簡化火箭系統設計、降低研制成本打下了堅實基礎。
以箭上無線通訊技術為例,將火箭從有線網絡帶入無線WIFI的新時代,該項技術可以減少箭上電氣系統設備50%的重量,節約箭上電氣設備30%的成本,縮短箭上電氣系統60%的設計周期。
火箭通過飛行試驗的方式,對火箭頭部安裝減阻桿的作用進行了評估。減阻桿以其顯著的減阻和降熱效果,在國外多個型號中得到了工程應用,但在國內型號中尚無應用,“重慶兩江之星”此次飛行為其工程應用進行了科學探索實踐。
火箭飛行過程中,還將對阻礙超音速客機發展的最為關鍵的因素音爆進行測試。隨著高速運輸產業的不斷發展,音爆相關研究具有重要的工程應用價值。