韩国首枚自主研发的“世界”号火箭(KSLV-Ⅱ)于不久前的一次发射尝试中未能如愿完成首飞,这次失败的主要原因经过深入分析后,可以归纳为三大方面。
一、第三级发动机的结构设计存在缺陷
在此次发射中,火箭的第三级发动机遭遇了严重的挑战。发动机内部的氦气罐固定装置由于设计强度不足,在火箭加速过程中无法承受巨大的压力而失效。这一重要部件的失效直接导致了输气管的变形和氦气的泄漏。更为严重的是,设计时未能充分考虑到火箭上升阶段加速度对氦气罐的影响,导致在巨大的浮力作用下,氦气罐在振动和超负荷状态下脱落。
二、加速度与振动引发的连锁反应导致严重后果
火箭在飞行过程中会经历剧烈的振动和动态加速度,这对火箭的各个部件都是极大的考验。在设计阶段,设计师们似乎只针对静态载荷进行了模拟,并未充分考虑到火箭在不同飞行阶段的动态载荷。这一疏忽导致了氦气罐在飞行过程中的位移,进而撞击并导致氧化剂罐的破裂。液氧的泄漏量因此大大减少,第三级发动机因氧化剂不足而提前关机。
三、系统故障对火箭性能造成严重影响
氦气泄漏导致的氧化剂输送问题,使得火箭的推力中断。这次发射中,火箭的末端速度仅达到了7.07公里/秒,远低于将卫星送入预定轨道所需的7.5公里/秒。尽管火箭完成了全部飞行程序,但由于动力不足,载荷最终未能稳定进入700公里太阳同步轨道。
此次失败不仅使韩国首次自主火箭发射尝试以遗憾告终,更重要的是,这次失败暴露了韩国在火箭动力学仿真、复杂载荷环境测试以及关键部件在极端工况下的可靠性验证等方面的技术短板。对于韩国来说,这次失败既是一次警示,同时也是未来技术提升和进步的重要契机。